Laseranwendungen in Wissenschaft, Gesundheit und Industrie

Egal ob Laserschneiden, Ultrakurzpulslaser oder der Bedarf an OEM-Lösungen - Laser und damit verbundene Anwendungen sind fester Bestandteil in zahlreichen produktionsnahen Gewerben. Speziell im Bereich der Materialbearbeitung sind laserbasierte Systeme vielfältig einsetzbar. Darüber hinaus werden Laser bspw. in der Medizin, z.B. zur Tattoo-/Haarentfernung, Laserprojektion oder Qualitätskontrolle verwendet. Homogene Strahlintensitäten und formbare Strahldurchmesser sind essenziell für effektive Laseranwendungen. Spiegelsysteme, thermisch-beständige Linsen oder optische Beschichtungen bilden hierfür die Grundlage

Laseranwendungen bedürfen verschiedenste hochwertige Optiken, vom Strahlaufweitungssystem bis hin zum halbdurchlässigen Spiegel. Im Spektralbereich von UV bis IR muss das Material seiner spezifischen Aufgabe gerecht werden und dabei beste Leistungsergebnisse erzielen. Auch das Bearbeitungsverfahren spielt eine entscheidende Rolle, nur mittels hochpräziser und moderner Fertigungsanlagen lassen sich Optiken, Baugruppen und Systeme mit geringsten Formabweichungen produzieren. Bei asphericon erhalten Sie optische Komponenten für Ihre Laseranwendung aus verschiedenen Glasarten, Quarz und Keramik, IR-Materialien und Metallen (weitere Materialien auf Anfrage). Bei der Herstellung haben wir uns auf die Fertigung durch Schleifen und Polieren, Diamantdrehen sowie präzise High-End Finishing Verfahren spezialisiert.

Darüber hinaus erhalten Sie bei uns auch Spezialanfertigungen mit ungewöhnlichen Geometrien (z.B. mit Schrägen, Ausbohrungen oder Stufen) sowie Optiken in unterschiedlichen Bearbeitungsstufen (z.B. gekittet, randlackiert und/oder laserbeschriftet). Die Vermessung und Dokumentation entsprechend Ihren Anforderungen erfolgt ebenfalls auf höchstem Niveau.

Wird im Bereich der Lasermaterialbearbeitung, wie z.B. beim Laserschneiden, mit Gauß’förmigen Intensitätsprofilen gearbeitet, sind Einbußen der Schnittkantenqualität eines Werkstücks zu verzeichnen. Grund hierfür ist die Form des Gauß’schen Profils, das im Zentrum hohe und am Rand niedrige Intensitäten aufweist. Ähnlich problematisch verhält es sich beim Versuch der Oberflächenstrukturierung. Ein gleichmäßiges Aufschmelzen eines Werkstücks ist aufgrund der fehlenden Homogenität des Laserstrahls nicht möglich. Eine einfache und effektive Lösung, die Homogenität eines Laserprofils zu steigern, ist die Verwendung von Top-Hat Profilen. Diese können z.B. mit Strahlformungssystemen von asphericon erzeugt werden. Mit Hilfe der Strahlformer a|TopShape und a|AiryShape können Gauß Strahlen in verschiedene, homogene Strahlprofile transformiert werden, z.B. in ein Top-Hat Profil zur Optimierung der Schnittkantenqualität für einen gleichmäßigen Wärmeeintrag in eine zu behandelnde Oberfläche oder auch zu Donut-Profilen. Mehr Informationen zur Homogenisierung von Strahlprofilen finden Sie auf den Produktseiten zum BeamTuning.

Innerhalb von Laseranwendungen kann ein breites Beschichtungsspektrum zum Einsatz kommen. Die Beschichtung muss einen großen Spektralbereich abdecken, um Strahlen wellenlängenspezifisch zu transmittieren oder zu blockieren und die Optikkomponenten vor hohen Intensitätseinwirkungen sowie den damit einhergehenden hohen Temperaturen zu schützten (dielektrische Schichten). Darüber hinaus dienen laseranwendungsbasierte Beschichtungen dazu, Abbildungen in bestmöglicher Form zu garantieren (z.B. Antireflexionsschichten). Spiegeloberflächen auf Metallbasis können zudem eine gute Alternative zu teureren Reflektoren darstellen. asphericon beschichtet Optiken und Systeme bis zu Substratgrößen von bis zu 300 mm Durchmesser. Unser Leistungsspektrum umfasst:

  • Antireflexionsbeschichtungen
  • Dielektrischen Schichten mit Reflexionen größer 99 %
  • Spiegeloberflächen auf Basis von Metallen (z.B. Al, Ag oder Au)
  • Filterschichten und
  • Beschichtungen für Strahlteiler

Laserbasierte Systeme ermöglichen innerhalb einer Vielzahl industrieller Verfahren effiziente und zeitsparende Bearbeitungsvorgänge. Dabei gilt es, die verwendeten optischen Komponenten in bestmöglicher Weise auf die individuellen Spezifika der Laseranwendung abzustimmen. Eine Einsatzmöglichkeit laserbasierter Systeme ist der Bereich des Laserscannings. Mittels hochwertiger Strahlformungssysteme und hochreflektierender Spiegel können z.B. 3D-Laserscanns durchgeführt werden, um im Bereich der Qualitätskontrolle einen zuverlässigen SOLL-IST-Abgleich der zu fertigenden Produkte durchzuführen.

Innerhalb der Lasermarkierung zeichnen sich optische Systeme durch eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Form der zu erzeugenden Markierung aus. Schnell und effektiv können z.B. Markenzeichen auf Besteck graviert oder Hochleistungsoptiken mit einer Referenznummer versehen werden.

Im Bereich des Laserschneidens, als thermisches Trennverfahren, bedarf es Linsen, die unter Einfluss starker Hitze konstante Leistungen erbringen. Zeitgleich müssen sie beste Abbildungsqualitäten aufweisen, um eine präzise Schnittkante während des Schneidevorgangs generieren zu können. Eine Möglichkeit, die Abbildungsqualität auf konstant hohem Niveau zu halten, ist die Verwendung von asphärischen Linsen, welche zusätzlich mittels thermisch-resistenter Beschichtung versehen sind. Eine weitere Option ist die Verbesserung der Linsenoberfläche mittels High-End-Finishing, welches auch für Linsen innerhalb des Laserschweißens Anwendung findet. Das Fügeverfahren zeichnet sich dank hochwertiger Optikkomponenten durch saubere Schweißnähte aus, die eine hohe Druckdichte sowie eine hohe Belastbarkeit aufweisen. Genutzt wird dieses Laserverfahren für die Herstellung medizinischer Geräte, aber auch in der Automobil- und Schifffahrtsindustrie.

Im Bereich des Lasermaterialabtrags werden laserbasierte Systeme genutzt, um Schichten von Oberflächen abzutragen. Dies soll der Strukturierung, Glättung oder Minimierung der Schichtdicke dienen. Ermöglicht werden kann der geringe Abtrag durch die Wellenlängenspezifität des Lasers aufgrund spezieller Filterschichten. Eine Oberflächenstrukturierung dient beispielsweise der Aufrauhung einer Oberfläche zur besseren Haftung eines Klebestoffes.

asphericon‘s Produktportfolio für Laseranwendungen umfasst unter anderem:

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