Scheibenlaser

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Ein Scheibenlaser ist ein Festkörperlaser, bei dem eine dünne Scheibe das laseraktive Medium (Laserkristall) darstellt. Das Licht mit dem der aktive Bestandteil (z.B. Ytterbium) des Scheibenlasers in laserfähigen Zustand gebracht wird, muss die sehr dünne Scheibe mehrfach durchlaufen.

Auch oft gesucht: Disc Laser

Der Scheibenlaser ist ein Festkörperlaser, der mit Diodenlasern gepumpt wird, er wurde von Adolf Giesen an der Universität Stuttgart entwickelt und ich vielfältig einsetzbar. Aufgrund seiner hohen Fokussierbarkeit kann er sowohl mikrofeine Löcher bohren als auch Karosserieteile zusammenschweißen. Scheibenlaser finden Einsatz im Automobilbau, in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, der Elektronik sowie in der Zuliefer- und Schwerindustrie.

Scheibenlaser zeichnen sich durch die folgenden Eigenschaften aus:

  • Leistung bis zu 16kW
  • Elektrischer Wirkungsgrad bis 25%
  • hohe Prozessgeschwindigkeit
  • niedrige Wärmebelastung
  • hohe Flexibilität
  • gute Fokussierbarkeit


Scheibenlaser Aufbau

TRUMPF frequenzverdoppelter Kurzpulsscheibenlaser TruMicro 7240

Der Scheibenlaser ist ein Festkörperlaser, der mit Diodenlasern gepumpt wird. Er wird im Vergleich zu den als Stab vorliegenden Festkörperlasern von vorne gepumpt. Die erzeugte Strahlung wird von Diodenlasern geliefert und an der Rückseite der Scheibe reflektiert. Die Energie, die für die Laserstrahlung benötigt wird, entsteht durch mehrfachen Durchgang der Pumpstrahlung durch die Laserscheibe (Dicke 80 µm bis 200 µm). Dass die Pumpstrahlung von einem Diodenlaser erbracht wird, verhindert eine starke Wärmebildung. Die Laserscheibe ist rückseitig gekühlt und hochreflektierend beschichtet und fungiert als Resonatorspiegel. Das Pumplicht wird durch geeignete Spiegel wiederholt auf die Scheibe gebracht und durchläuft sie mehrmals, so entsteht eine hohe Effizienz.

Einsatzgebiete

Industrielle Scheibenlaser sind passend für 2D-Flachbett und 3D-Schneidanlagen, da sie im Leistungsbereich von 1 – 16 kW mit Strahlqualitäten von 2 – 25 mm*mrad erhältlich sind. Scheibenlaser eignen sich sehr gut für hochreflektive Materialien, da sie gegenüber Reflexionen, wie sie beim Auftreffen der Laserstrahlung auf der Werkstück vorkommen, unempfindlich sind. Damit werden Schäden am Resonator und leistungskritische Verbindungen im Aufbau vermieden.

Vor- und Nachteile

Scheibenlaser haben den Vorteil der guten Fokussierbarkeit, d.h. mit ihnen lassen sich sehr kleine Fokusdurchmesser erzielen. Des Weiteren bringt der Scheibenaufbau des Lasermediums den Vorteil der besseren Kühlung des Laserkristalls mit sich: Der Laserkristall ist mit der verspiegelten Fläche auf einer Wärmesenke befestigt. Die Ableitung der Wärme gelingt über die Fläche der Scheibe, da sie zwar eine geringe Dicke, jedoch einen Durchmesser von bis zu einem Zentimeter hat. Ein Temperaturverlauf findet vertikal zur Oberfläche der Scheibe statt, somit werden die im Betrieb entstehenden mechanischen Spannungen durch thermische Ausdehnung der Scheibe verringert. Diese thermische Ausdehnung beeinflusst die Strahlqualität anderer Festkörperlaser häufig negativ.

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