Prozesssichere Laserbearbeitung hochreflektiver Werkstoffe

Im Rahmen dieser Dissertation wird sich der Bearbeitung hochreflektiver Werkstoffe am Beispiel des technisch relevanten Werkstoffes Kupfer mittels Strahlquellen hoher Brillanz ganzheitlich genähert. Eine allgemeine Betrachtung zeigt zunächst die Möglichkeiten auf das Prozessergebnis durch vorgelagerte oder prozessbegleitende Maßnahmen positiv zu beeinflussen. Besondere Beachtung wird dem Ansatz der Einwegleitung über eine optische Diode gewidmet. Deren Funktionsnachweis bildet die Grundlage für eine stabile und sichere Bearbeitung der betrachteten Werkstoffklasse. Die Problematik von Prozessabbrüchen sowie irreversiblen Schädigungen des Lasersystems in der Folge von optischen Rückwirkungen ist mit den vorgestellten Maßnahmen beherrschbar. Eine Herausforderung für die technische Realisierung entsprechender Bearbeitungsoptiken ist der Effekt des thermisch induzierten Fokusshifts. Hierzu werden Möglichkeiten aufgezeigt diesen Effekt zu minimieren bzw. zu kompensieren. Im Ergebnis der Arbeit steht ein Maßnahmenkatalog zur Verfügung, der dem Endanwender bei der Entwicklung von Anwendungen im Bereich der Lasermaterialbearbeitung hochreflektiver Werkstoffe eine grundlegende Orientierung bieten kann.

This dissertation concerns with the processing of high reflective materials by using high brightness laser sources. The representive copper allows a holistic view on this topic in an abstract way and delivers possibilities prior and during the process to influence the process positively. The functionality of an optical diode is the key aspect, which protects the laser system against process abort and damages. The proof of functionality can be demonstrated under the boundary of the well known thermal induced focal shift. This is a general topic for high brightness laser. Further possibilities are developed to compensate this effects. Summarizing, a catalogue of process preliminaries and technical devices is prepared to improve the processing of high reflective materials.