Laserstrahlen optimal messen

Im Rahmen der Richtlinie des Freistaats Thüringen zur Förderung von Forschung, Technologie und Innovation wurden am ifw Jena zwei neue Anlagen zur Vermessung von Laserstrahlung in Betrieb genommen.

Die zwei neuen Anlagen der Firma PRIMES GmbH konnten erfolgreich am Institut eingeführt werden und tragen ab sofort zur Forschung vor allem im Bereich Laserschweißen bei.

Das Monitoring der Laserstrahlen vor Beginn eines Laborversuchs und während des laufenden Betriebs ermöglicht es, die Forschungsarbeiten an Laserstrahlen noch zielgerichteter durchzuführen. Durch die Kenntnisse der Strahleigenschaften aus den Messungen können dann die Bearbeitungsprozesse optimiert werden, um beim Laserschweißen oder -schneiden bestmögliche Ergebnisse zu erreichen. So können beispielsweise strahlformende Elemente unabhängig auf ihre korrekte Funktionsweise hin überprüft werden. Auch lassen sich störende Effekte wie thermische Fokusveränderung und Alterungsprozesse erkennen und in den Auswertungen berücksichtigen bzw. kompensieren.

Der Laser Quality Monitor (LQM+ HP20) ermöglicht eine teilautomatisierte Vermessung von Laser-Rohstrahlen und kollimierten Laserstrahlen von bis zu 20kW Leistung. Neben den Strahlparametern kann über einen integrierten Absorber zeitgleich die Laserleistung bestimmt werden.

Mit dem Micro Spot Monitor (MSM+ HB10) kann der Laserstrahl sowohl am Faserausgang als auch im Fokus vermessen werden, wodurch sich die Fokuseigenschaften wie Leistungsdichteverteilungen, Kaustik oder M² sowie die Leistung ermitteln lassen. Das MSM+ wurde durch Primes erstmalig bei einem Kunden installiert. Im Vergleich zur bisherigen MSM-Serie ist das Messgerät mit einer vollständig neuen Elektronik und Software ausgestattet. Dies ermöglicht eine teilautomatisierte Messung mit höheren Auflösung sowie kürzerer Messdauer und Verarbeitung.

Einsetzbar sind die Messgeräte an allen Festkörperlasern des Instituts, vor allem an den Anlagen zum Laserschweißen, aber auch an einigen Ultrakurzpulslasern.

Das zugrundeliegende Vorhaben wurde vom Freistaat Thüringen bzw. dem Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft (TMWWDG) unter der Nummer 2021 WIN 0009 mit Landesmitteln gefördert.