Hochleistungslaser einfach messen

Die Laserleistung und die damit angewendete Laserleistungsdichte steigt kontinuierlich. Immer häufiger werden diese Hochleistungslaser in der Materialbearbeitung beispielsweise beim Schweißen, Schneiden, Beschichten oder in der Additiven Fertigung genutzt. Viele dieser Anwendungen sind anspruchsvoll: Der Brennfleck und das Strahlprofil des Lasers müssen jederzeit den für den Prozess definierten Spezifikationen entsprechen, um die erforderliche Teilequalität zu erreichen und einen reproduzierbaren Prozess zu etablieren.

Wie lassen sich Laserparameter mit existierenden Strahlprofilkameras messen, ohne diese oder die Optiken zu beschädigen, wenn sich die Strahlen in einer Bandbreite von mehrere Kilowatt bewegen und deren Leistungsdichten mehr als 10 MW/cm² beträgt?

Abschwächung in bislang nicht erreichtem Ausmaß

Es ist eine übliche Vorgehensweise, einen Laserstrahl durch Strahlteilung so abzuschwächen, dass dieser gemessen werden kann. Lange Zeit war es jedoch nicht möglich, einen Strahlen im Kilowatt-Bereich abzuschwächen.

Das hat sich nun geändert: Der Ophir LBS-300HP-NIR Strahlteiler, kann bei Leistungsdichten von bis zu 15MW/cm² bei 5kW verwendet werden.          

Der Hauptvorteil des innovativen Systems ist die gleichmäßige Abschwächung jeder Strahlform (Gauß’scher Strahl, Flat Top, Doughnut, etc.) unter vollständiger Beibehaltung der Polarisation und des Gesamtprofils des eingehenden Laserstrahls. Damit lassen sich Strahlform, Brennfleck, Strahltaille und Gesamtleistung von NIR-Laserstrahlen bis zu 5kW Leistung zuverlässig messen.

Wie bei jeder innovativen Technologie ist es für die Anwender wichtig, eine zusätzliche Absicherung zu erhalten, dass die versprochenen Ergebnisse wirklich erzielt werden können. Im Fall eines Strahlteilers sind die interessanten Punkte:

• ( – ) Kann der Abschwächer selbst durch den Strahl beschädigt werden?
• ( – ) Werden die Messergebnisse durch einen potentiellen Temperaturanstieg im Gerät beeinflusst werden?
• ( – ) Liefert das Gerät sowohl für Dauerstrich- als auch für gepulste Laser verlässliche Ergebnisse?

Um aussagekräftige, gesicherte Antworten auf diese Fragen von einem unabhängigen Institut zu erhalten, führte das Laser Zentrum Hannover (LZH) eine Reihe von Tests mit industriellen Hochleistungslasern durch.

In den umfangreichen Tests am LZH hat die mit dem Ophir LBS-300HP-NIR-Strahlteiler eingeführte innovative Technologie bewiesen, dass sie sowohl hohen Leistungsdichten als auch hohen Energien standhält, ohne den Strahl zu beeinflussen oder die Messergebnisse zu verändern. Neben der berührungslosen Messung von Hochleistungslaserstrahlen steht den Ingenieuren nun ein weiteres wertvolles Werkzeug zur Analyse von Hochleistungslaserstrahlen zur Verfügung.

Lesen Sie hier den vollständigen Bericht. Unsere Vertriebsingenieure beantworten weitergehende Fragen gerne persönlich.