Effiziente, flexible und präzise Multistrahlbearbeitung durch Verwendung akustooptischer Modulatoren in Kombination mit Prismen-Arrays

Die Multistrahlbearbeitung mit ultrakurzgepulster Laserstrahlung (< 10 ps) stellt einen etablierten Ansatz zur Steigerung der Produktivität bei gleichbleibend hoher Bearbeitungspräzision dar. Hierzu wird die Gesamtlaserleistung in ein Array von Teilstrahlen mit jeweils anwendungsoptimierter Leistung aufgeteilt, das mittels Galvanometerscanner auf der Werkstückoberfläche positioniert wird. Zur Realisierung nichtperiodischer Strukturen wird üblicherweise ein akustooptischer Modulator (AOM) in den Strahlengang integriert, der ein individuelles, pulsweises Schalten der einzelnen Teilstrahlen ermöglicht. Da die einsetzbare Gesamtleistung bei Verwendung kommerziell verfügbarer AOMs derzeit auf etwa 100 W begrenzt ist, wird in dieser Arbeit ein Konzept zur parallelen Verwendung von acht AOMs mit jeweils acht unabhängig schaltbaren Kanälen vorgestellt. Die Beugungseffizienz von AOMs ist stark vom Eintrittswinkel sowie von der Divergenz der einfallenden Teilstrahlen abhängig, wodurch der Einsatz linsenbasierter Strahlführungskonzepte nur eingeschränkt geeignet ist. Darüber hinaus skaliert der erforderliche Linsendurchmesser pro eingesetzten AOM um etwa 55 mm, was zu einer erheblichen Zunahme der Systemgröße und -komplexität führt. Vor diesem Hintergrund wird ein alternatives Strahlführungskonzept auf Basis neuartiger Prismenarrays demonstriert. Neben einer verbesserten Ausnutzung der Beugungseffizienz der AOMs ermöglicht dieses skalierbare Konzept eine kompakte Systemarchitektur sowie eine unabhängige Auslegung der Teilstrahlabstände auf der Werkstückoberfläche. 11:30-11:45 Pause 54 ive Fertigung und Materialbearbeitung Tobias Biermann D O N N E R S T A G