Hochleistungs-Laserlabor

Table of contents

1. 1. Gerätetechnische Spezifizierung der Hochleistungslaseranlage im Merkel-Bau Labor Raum 127 und 128a
   2. Diodenlaser Laserline
   3. Diodenlaser DL 031 Q (ROFIN-SINAR Laser GmbH)
   4. CO2- Laser SM 2000 E (FEHA Feinmechanische Werke Halle GmbH)
   5. Excimerlaser LPX Pro 305i (Coherent GmbH)
   6. Gütegeschalteter Nd:YVO4- Laser (Compact Laser Solutions GmbH)

Gerätetechnische Spezifizierung der Hochleistungslaseranlage im Merkel-Bau Labor Raum 127 und 128a

Die Hochleistungslaseranlage im Raum 127 besteht aus vier Lasergeräten: einem 10 kW Diodenlaser, einem  2 kW CO2-Laser, einem Excimerlaser und einem Beschriftungslaser . Die Wellenlängen und Strahlführungs- und –formungseinrichtungen von Dioden- und CO₂-Laser sind speziell für ihren Einsatz zum Hochtemperaturfügen von Keramik und der Dekontamination von Oberflächen ausgelegt. Eine CNC-Steuerung erlaubt die Ansteuerung und Programmierung aller Einzelkomponenten der Anlage sowie die zeitgleiche Ansteuerung aller Laser inklusive Relativbewegung (Koordinatentische und Scanner). Thermokameras dienen der Erfassung laserinduzierter Temperaturfelder. Ein Strahlungspyrometer erlaubt die temperaturabhängige Laserleistungsregelung. Die Excimerlaseranlage mit ihren optischen Komponenten und einer Vakuumkammer ist für das Verfahren der Pulsed Laser Deposition von metallischen und keramischen Schichten ausgelegt. Der Beschriftungslaser ermöglicht das Reinigen von Oberflächen oder deren chemische oder strukturelle Modifizierung.

1)	Diodenlaser Laserline GmbH  Wellenlängen:           (915, 940, 980, 1030) nm Leistung:                  10,2 kW nach Faser
2)	Diodenlaser Rofin Sinar GmbH Wellenlängen:           (808, 940) nm Leistung:                  3,1 kW direkt                                2,75 kW nach Faser
3)	CO2-Laser Feinmechanische Werke Halle GmbH Wellenlänge:             10600 nm Leistung:                  2,0 kW
4)	Excimerlaser LPXPro 305 F Coherent GmbH Wellenlänge:            248 nm max. Pulsenergie:     1,1 J
5)	Galvanoscanner Scanlab A] 3-D-Scansystem für 2 kW CO2-Laser
6)	Galvanoscanner Scanlab AG 2-D-Scansystem mit Breitbandbeschichtung für Diodenlaserstrahlung bis 6 kW
7)	Feste Optik 3 kW Diodenlaser f = 66                      Spot = (1,3 x 1,3) mm f = 165                    Spot = (3,3 x 3,3) mm f = 508                    Spot = (10 x 10) mm
8)	LLF Fokussiermodul 3 kW Diodenlaser f = 160                    Spot = 1,0 mm f = 300                    Spot = 7,6 mm f = 400                    Spot = 10 mm
9)	LLF Fokussiermodul 10 kW Diodenlaser inklusive Teleskop f = 200 mm              Spot = 7,5 mm f = 300 mm              Spot = 11 mm f = 500 mm              Spot = 19 mm Rechteckoptik f = 400 mm              Spot = (45 x 10) mm

10)	Feste Optik CO2-Laser f = 140 mm              Spot < 100 µm
11)	Optische Bank Excimerlaser Abschwächer Teleskop Fokussierlinse Maske Projektion f = 500                     Spot = (1,5 x 1,5) mm Q > 20 J/cm²
12)	Vakuumkammer V = 30 l pmax< 10-5 mbar
13)	4-Achs-Koordinatentisch  (x-y-z-a) v = 10 m/min / 100.000 °/min Positioniergenauigkeit 5 µm Wiederholgenauigkeit 1 µm (0,1 °)
14)	4-Achs-Koordinatentisch  (x-z-a-c) v = 10 m/min / 100.000 °/min Positioniergenauigkeit 5 µm Wiederholgenauigkeit 1 µm (0,1 °) achssynchrone Rotation von a und c möglich
15)	Steuerung Laservorm GmbH CNC-basierte Steuerung zur kompletten Regelung und Steuerung von 3 kW Diodenlaser, CO2-Laser und deren Komponenten, Koordinatentisch (13) und allen damit verbundenen Arbeitsabläufen
16)	Steuerung Laservorm GmbH übergeordnete CNC - zur kompletten Regelung und Steuerung des 10 kW Diodenlasers, Excimerlasers und deren Komponenten, Koordinatentisch (14) und allen damit verbundenen Arbeitsabläufen Verknüpfung mit der LVS 405 (15)

Diodenlaser Laserline

maximale kontinuierliche Strahlleistung am Werkstück	10,2 kW
Faser (Kerndurchmesser 1,5 mm)	15 m
Wellenlängen	915 nm, 940 nm, 980 nm, 1030 nm
minimale Pulsbreite	10 ms
erreichbare Foki	7,5 mm, 11,0 mm, 15,0 mm und 19,0 mm
Rechteckoptiken	12 verschiedene Maße bis 113 mm

Diodenlaser DL 031 Q (ROFIN-SINAR Laser GmbH)

maximale kontinuierliche Strahlleistung	3100 W
Wellenlängen, auch getrennt nutzbar	808 nm (1350 W) und 940 nm (1750 W)
Faser (Kerndurchmesser 1,5 mm)	10 m
minimale Pulsbreite	2 ms
direkte Optiken	f= 66 mm (Abbildung ca. 0,8x1,3mm²) f= 165 mm (Abbildung ca. 2x2,3mm²) f= 500 mm (Abbildung ca. 6,1x10mm²)
Faseroptiken	f= 160 mm (ø 4,1mm) f= 300 mm (ø 7,6mm) f= 400 mm (ø 10mm)
Strahlqualität	K=0,0014

CO2- Laser SM 2000 E (FEHA Feinmechanische Werke Halle GmbH)

maximale kontinuierliche Strahlleistung	2000 W
Wellenlänge	10,6 µm
Strahlqualität	K>0,8 (TEM 00), linear polarisiert
minimale Pulsbreite	250 µs
max. Pulsfrequenz	1 kHz
Pulsspitze	6 kW
erreichbarer Fokus	42 µm

Excimerlaser LPX Pro 305i (Coherent GmbH)

maximale Pulsenergie	1,1 J
Wellenlänge	248 nm
max. Pulsfrequenz	50 Hz
Pulsdauer	25 ns
max. Energiedichte	>20 J/cm²

Gütegeschalteter Nd:YVO₄- Laser (Compact Laser Solutions GmbH)

max. Pulsenergie	400 µJ
Wellenlänge	532 nm
max. Pulsfrequenz	500.000 Hz
min. Pulsdauer	7 ns
Strahlfokus	20 µm
Strahlqualität	M² < 1,2 (TEM 00) (linear polarisiert)

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