Optiken für Femtosekundenlaser

24. April 2015

Die Entwicklung im Bereich Kurzpuls- und Ultrakurzpulslaser schreiten mit unglaublicher Dynamik voran. Lasersysteme im Pikosekundenbereich sind heutzutage industrietauglich und werden bereits in vielen Anwendungen als effizientes Werkzeug eingesetzt. 

Neben der Möglichkeit der „kalten“ Bearbeitung ist ein weiteres besonderes Merkmal von Kurzpulslasern die nichtlineare Absorption (Multiphotonenabsorption) in transparenten Werkstoffen. Beim Schneiden von Glas wird dieser Effekt verwendet, um Modifikationen im Glas durch die Änderung des Brechungsindex vorzunehmen. Geeignet ist dieser Effekt für das Konturschneiden von ungehärteten und chemisch gehärteten Gläsern (sog. „Gorilla“-Glas) ohne Materialabtrag mit sehr hoher Kantenqualität. Die Schnittbreite ist dabei kleiner als 1 Mikrometer und damit kleiner als der eigentliche Laserfokus. Sill Optics bietet nun speziell designte Optiken für diese Anwendung. Rückt die Pulslänge unter 1 Pikosekunde, besitzt der Laser eine merkliche spektrale Breite, die sich in der Anwendung negativ auswirken kann. So hat ein 800 fs Puls eine spektrale Halbwertsbreite von ca. 2 nm, ein 250 fs Puls bereits fast 7 nm bei gaußförmiger Pulsform. 

Laseroptiken sind in der Regel monochromatisch korrigiert, wobei es dann zu sogenannten Farbfehlern sowohl in Ausbreitungsrichtung als auch quer dazu kommt. Der resultierende Spot wird also verzerrt und unscharf und die Laserintensität wird auf eine große Fläche verteilt, was Multiphotonenprozesse verhindert.

Sill Optics präsentiert ein telezentrisches F-Theta Objektiv mit einer Brennweite von 100 mm und einer maximalen Feldgröße von 35 mm x 35 mm. Das Besondere an diesem Objektiv ist, dass es für den Wellenlängenbereich von 1,0 µm bis 1,1 µm komplett farbkorrigiert ist. Für einen 10 mm Strahl arbeitet das Objektiv beugungsbegrenzt. Das Objektiv wird unter der Artikelnummer S4LFT7010/450 angeboten. Eine Version für 1500 – 1600 nm wird ebenfalls bald zur Verfügung stehen.

Passend zum F-Theta Objektiv präsentiert Sill Optics einen Strahlaufweiter, der ebenfalls für den Bereich von 1,0 µm bis 1,1 µm korrigiert ist und mit einem 10 mm Strahl (doppelter 1/e² Strahldurchmesser) beugungsbegrenzt arbeitet. Der 3fach-Aufweiter mit Artikelnummer S6ASS4803/450 hat eine Baulänge von 85 mm und reiht sich in die Bauform der Standardaufweiter ein.