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Optische Systeme für die hochpräzise, scannerbasierte Multistrahlbearbeitung mit ultrakurzen Laserpulsen

Optical systems for high-precision, scanner-based multi-beam processing with ultra-short laser pulses
 
: Büsing, L.

:
Volltext (PDF; )

Aachen, 2016, II, 3-118 S.
Aachen, TH, Diss., 2016
URN: urn:nbn:de:hbz:82-rwth-2016-026401
Deutsch
Dissertation, Elektronische Publikation
Fraunhofer ILT ()

Abstract
In vielen Bereichen der Lasertechnik hat sich die Verwendung von ultrakurzen Pulsen (< 10 ps) zur Bearbeitung unterschiedlichster Werkstoffe mit höchster Präzision etabliert. Eine zentrale Herausforderung bei derartigen Prozessen besteht zurzeit in der Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit und somit in der Entwicklung von optischen Systemen, die eine effiziente Verteilung der Laserstrahlung auf dem Werkstück ermöglichen. Die Multistrahltechnologie stellt dabei eine Alternative zu schnellen Ablenksystemen dar und wird im Rahmen dieser Arbeit näher untersucht. Insbesondere werden Positionsabweichungen für eine Vielzahl von Foki auf dem Werkstück betrachtet, die unter anderem durch Strahlablenksysteme hervorgerufen werden. Darüber hinaus liegt ein weiterer Schwerpunkt auf der Analyse von dispersionsbedingten Effekten, die im Zusammenhang mit der erhöhten Bandbreite ultrakurzer Pulse stehen und insbesondere bei Anwendungen im Bereich der Multistrahltechnologie hohe Relevanz haben. Neben Simulations- und Analysemethoden werden unterschiedliche Vorgehensweisen zur Erhöhung der räumlichen Präzision und zur Homogenisierung der Pulseigenschaften entwickelt und an Ausführungsbeispielen angewendet.

 

The utilization of ultra-short pulses (< 10 ps) has been established in several fields of laser technology for processing most different materials with highest precision. Currently, one of the key challenges is the increase of processing throughput and therefore the development of optical systems which enable an efficient distribution of laser radiation onto the work piece. The multi-beam technology thereby represents an alternative to fast deflection systems and is therefore investigated within this thesis. In particular, position deviations for several foci at the work piece are considered which are induced for example by beam deflection systems. An additional research priority is the analysis of dispersion-related effects, which occur due to the increased bandwidth of ultra-short laser pulses and especially affect applications in the field of multi-beam technology. Beside simulation and analysis methods, different approaches to increase the spatial accuracy as well as to homogenize the pulse properties are developed and applied.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-459156.html