Kurze Pulse mit hoher Präzision
Sowohl Femtosekundenlaser wie auch Femtosekunden-Laseranwendungen stehen im Mittelpunkt der Präsentation des Laser Zentrum Hannover (LZH) auf der diesjährigen Laser Messe in München (18.-22.06.01).
Für das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) stehen auf der diesjährigen Laser Messe in München (18.-22.06.01) der Femtosekundenlaser und Femtosekunden-Laseranwendungen im Mittelpunkt. Präsentiert wird ein fs-Lasersystem mit einem direkt diodengepumpten Verstärker, verschiedene mit fs-Lasern gefertigte Exponate sowie optische Komponenten für fs-Lasersysteme.
Im Vergleich zu herkömmlichen "Werkzeugen" besitzt der fs-Laser einige entscheidende Vorteile, die ihn für Anwendungen in nahezu allen technisch relevanten Bereichen (z. B. Fertigungstechnik, LifeScience, Medizin, Telekommunikation, Biologie) qualifizieren. Dank der extrem kurzen Pulsdauern des fs-Lasers (1 fs = 10-15 s) können mit ihm nicht nur Metalle hochpräzise, schmelz- und gratfrei bearbeitet, sondern auch mikrometergroße medizinische Implantate hergestellt werden.
Effizienzsteigerung mit einem direkt diodengepumpten Verstärker
Die für die hochpräzise und gleichzeitig sehr schädigungsarme Materialbearbeitung (wie z.B. Augenoperationen mit dem Laser, Nanostrukturierung) erforderlichen Pulsenergien (zwischen 1 mJ und mehreren 100 mJ) können nicht direkt mit einem Laseroszillator erzielt werden, sondern müssen nachverstärkt werden. Aus diesem Grund hat das LZH einen innovativen Verstärker entwickelt, mit dem einerseits durch direktes Diodenpumpen größere Gesamteffizienzen als bei all-solid-state Ti:Saphir-Lasersystemen erreicht werden können und andererseits aber auch ein kompakterer und preisgünstigerer Systemaufbau ermöglicht wird.
Dieser Verstärker ist ein mit Laserdioden im roten Spektralbereich gepumpter regenerativer Cr:LiCAF-Verstärker mit einer Ausgangswellenlänge von 780 nm. Vorteilhaft gegenüber anderen diodengepumpten Verstärkersystemen, wie z.B. Cr:LiSAF, ist die zweieinhalbmal höhere Lebensdauer des oberen Laserniveaus und eine erheblich geringere Temperaturempfindlichkeit.
Fertigung von Gefäßwandstützen mit dem fs-Laser
Zu den Exponaten gehören u.a. intravaskuläre Gefäßwandstützen (sog. Stents) aus organischen Polymeren, die mit dem fs-Laser auf Mikrometerebene strukturiert wurden. Da dieser Lasertyp dank seiner extrem kurzen Pulsdauer und des geringen Wärmeeintrags selbst an diesem thermisch hochsensiblen Werkstoff keinerlei Beschädigungen erzeugt, können die vergleichsweise sehr hohen Qualitätsanforderungen in der Medizintechnik mit dem fs-Laser problemlos erfüllt werden.
Ergänzend werden Bauteile aus Formgedächtnislegierungen (FGL) ausgestellt, die mit dem fs-Laser gefertigt wurden. Das besondere Merkmal der FGL ist, dass sie im Anschluss an eine mechanische Verformung durch Wärmeeinwirkung ihre ursprüngliche Form wieder einnehmen können (Einwegeeffekt). Für die Bearbeitung dieser Materialien ist der fs-Laser dank der ultrakurzen Pulse und des vernachlässigbaren Wärmeeintrags besonders geeignet, da das Werkstoffgefüge hierbei nicht beschädigt wird und der Formgedächtniseffekt somit vollständig erhalten bleibt.
Optische Komponenten für fs-Laser
An die optischen Komponenten von Femtosekundenlasern werden erheblich höhere Anforderungen gestellt als an Komponenten für konventionelle Festkörperlaser. Für fs-Laser bedarf es beispielsweise einer Vielzahl spezieller optischer Beschichtungen, Kristalloptiken und Gitter. Die Abteilung Laserkomponenten hat in diesem Zusammenhang den Schwerpunkt auf die Konzeptionierung und Beschichtung von Resonatorspiegeln gelegt, deren spektraler Phasenverlauf optimal auf den Einsatz im fs-Laser abgestimmt ist. Auf dem Stand werden einige optische Komponenten für fs-Anwendungen präsentiert.
Brennpunkt Lasersicherheit
Abgerundet wird das Thema fs-Laser durch die Vorstellung des EUREKA-Projekts "SAFEST", das sich mit Lasersicherheit bei Ultrakurzpulslasern und deren Anwendungen befasst.
Das fs-Lasersystem mit dem Cr:LiCAF-Verstärker, das SAFEST-Projekt sowie optische Komponenten und verschiedene weitere Exponate präsentieren wir auf unserem Messestand in Halle B3 Stand 3.206.
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Technologie und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.
Für mehr Information:
Laser Zentrum Hannover e.V.
Herr Dipl.-Phys. André Egbert
Hollerithallee 8
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Tel.: +49 511 2788-218
Fax: +49 511 2788-100
E-Mail: ae@lzh.de
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