Adaptive Optik für die Materialbearbeitung mit CO2-Laserstrahlung

KlappentextBei der Materialbearbeitung mit CO2-Hochleistungslaserstrahlung stellt die Bereitstellung räumlich sowie zeitlich konstanter und an den Bearbeitungsprozeß optimal angepaßter Fokusparameter die generelle Zielsetzung bei der Auslegung und dem Betrieb eines Strahlführungssystems dar. Die Charakterisierung aller auf die Strahlausbreitung einwirkenden Effekte als auch die Möglichkeiten einer gezielten Einflußnahme durch den Einsatz adaptiver Strahlführungselemente und letztlich die erfolgreiche Verifikation des rechnerisch vorausgesagten Zusammenwirkens der erkannten Einflußgrößen sind Voraussetzung für das Erreichen dieser Ziele. Vor diesem Hintergrund wurden preiswerte, robuste und gleichzeitig optisch hochwertige adaptive Optiken realisiert. Zur Bestimmung der tatsächlichen Oberflächengestalt in Abhängigkeit vom konstruktiven Ansatz, den aktuellen Betriebsparametern sowie von der thermischen Belastung bei Variation der Laserstrahlparameter fanden unterschiedliche und teilweise weiterentwickelte optische Meßmethoden Verwendung. Hierdurch war eine Analyse unterschiedlicher statischer sowie dynamischer Einflüsse der verwendeten Komponenten zur hydraulisch betriebenen und reversiblen Deformation der Oberfläche auf deren tatsächliche Gestalt möglich. Zur Verifikation der rechnerisch aufgezeigten Möglichkeiten einer Steuerung der Fokusparameter durch den Einsatz adaptiver Optiken wurden die relevanten Propagationsmeßmethoden analysiert und verschiedene Strahlführungssysteme in unterschiedlichen Betriebssituationen untersucht. Bei der Beschreibung der auftretenden Effekte wurden insbesondere die für die praktische Anwendung maßgeblichen Zusammenhänge aufgezeigt