Aktive, strahlhomogenisierende Optik für die applikationsangepasste Lasermaterialbearbeitung

In der Lasermaterialbearbeitung führt die Abbildung der von der Laserstrahlquelle i.d.R. erzeugten gaußförmigen Intensitätsverteilung zu einer Überschreitung der max. zulässigen Energie im Zentrum der Wechselwirkungszone. Eine übermäßige Erwärmung des Materials führt zur Zerstörung der Werkstoffstruktur und zu Qualitätseinbußen beim Arbeitsergebnis. Durch die Verwendung facettierter Optiken lässt sich die Gaußverteilung homogenisieren und eine gleichmäßige Energieeinbringung in der Bearbeitungszone realisieren. Die zunehmende Varianz der Prozessbedingungen durch unterschiedliche Brennfleckgeometrien und Materialien stellt zudem Anforderungen an das optische System, sich aktiv an den Bearbeitungsprozess anzupassen. Für die Lasermaterialbearbeitung mit CO2-Lasern wird eine Optik entwickelt, welche in der Bearbeitungszone eine rechtecksymmetrische homogene Intensitätsverteilung erzeugt. Durch die Verwendung ausschließlich reflektierender optischer Komponenten wird auf Halbleitermaterialien verzichtet. Die Integration von positionsgeregelter Linear- und Rotationsaktorik ermöglicht durch Verstellung des Strahlengangs eine unabhängige zweidimensionale Skalierung der Brennfleckgeometrie.