Forschung & Entwicklung

cw-Hintergrund bei gepulsten Lasern

Mit einem neu entwickelten Messgerät lässt sich der Continuous-wave-Anteil an der Gesamtleistung eines gepulsten Lasers bestimmen.

Gepulste Laser sind in vielen Applikationen etabliert. Nahezu sämtliche Indus­trielaser arbeiten mittlerweile mit Pulsen. Diese gepulsten Laser werden vor allem in der Materialbearbeitung im Maschinen- und Automobilbau sowie bei der Herstellung von Photovoltaik-Wafern eingesetzt. Auch in der Medizintechnik sowie in der wissenschaftlichen und industriellen Messtechnik finden gepulste Laser Anwendung.

Allerdings gibt es dabei ein messtechnisches Problem: Die direkte Messung des Leistungsanteils des Continuous-wave-Hintergrunds (cw) von gepulsten Lasersystemen. Am Institut für Strahlwerkzeuge der Universität Stuttgart wurde nun ein Messgerät entwickelt, mit dem der cw-Leistungsanteil an der Gesamtleistung eines gepulsten Lasers gemessen werden kann. Dieser cw-Leistungsanteil ließ sich bislang mit herkömmlichen Methoden nicht exakt bestimmen. Bislang wird nur indirekt und rein qualitativ, beispielsweise über das Spektrum, auf den cw-Hintergrund geschlossen.

Der an der Universität Stuttgart neu entwickelte Background-to-Impulse Ratio Detector (BIRD) verwendet ein sättigbares Element mit großer Modulationstiefe, beispielsweise einen sättigbaren Absorberspiegel. Dieser sorgt für ein intensitätsabhängiges Messsignal. Die Berechnung des Anteils des cw-Hintergrunds an der Gesamtleistung des Systems basiert damit auf Vergleichsmessungen mit und ohne Übergang des Laserstrahls über das sättigbare Element. Dazu wird der Strahl in leistungsgleiche Teilstrahlen gesplittet. Ist die Gesamtleistung bereits bekannt, kann auch auf die Strahlteilung verzichtet werden. Der Aufbau beziehungsweise die Implementierung des Systems werden somit noch einfacher.

Durch die Messung des cw-Hintergrunds wird die Leistungsüberwachung erweitert. Die neue Methode kann einfach in bestehende Leistungsüberwachungssysteme integriert werden. Anhand der zuverlässigen Quantifizierung des Leistungsanteils des cw-Hintergrunds an der Gesamtleistung ist das neue Messverfahren BIRD sehr hilfreich bei der Entwicklung von neuen Lasern.

Die Erfindung wurde in Deutschland und den USA zum Patent angemeldet, und in Deutschland ist das Patent auch bereits erteilt. Das Technologie-Lizenz-Büro (TLB) unterstützt die Universität Stuttgart bei der Patentierung und Vermarktung der Innovation.

von mn

www.tlb.de

www.uni-stuttgart.de

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