Extreme Parallelisierung erschließen: 1 kW Ultrakurzpulsbearbeitung mit Kompensation räumlich-zeitlicher Effekte bei großen Strahlteilungswinkeln

Dario Mekle1,2, Daniel Grossmann3, Benjamin Dannecker3, Helge Höck3, Dominik Bauer3, Daniel Flamm2, Stefan Nolte1,4
  1. 1Institut für Angewandte Physik, Friedrich-Schiller-Universität Jena
  2. 2TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH
  3. 3TRUMPF Laser SE
  4. 4Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF

dario [dot] mekle [at] trumpf [dot] com

Neueste Fortschritte in der industriellen Ultrakurzpuls-Lasertechnologie führten zur Entwicklung der 1 kW TruMicro Serie 9000. Deren sub-Pikosekundenpulse mit bis zu 10 mJ Energie ermöglichen Hochdurchsatz-Prozesse, wobei typischerweise moderate Fluenzen für effiziente, hochwertige Ergebnisse nötig sind. Diffraktive Strahlteilung steigert den Durchsatz durch Aufteilung energiereicher Pulse in viele Spots, kann jedoch bei großen Beugungswinkeln räumlich-zeitliche Verzerrungen verursachen, wodurch die Spitzenintensität sinkt, während Spotdurchmesser und Pulsdauer zunehmen.In einer Linie können über 300 äquidistante Spots erzeugt werden, nicht-äquidistant sogar über 1000. Dabei kann sich der Spotdurchmesser um den Faktor 3,5 und die Pulsdauer um 1,75 erhöhen. Diese Effekte können die Licht-Material-Wechselwirkung beeinflussen und müssen berücksichtigt werden. Dennoch ermöglicht die Kombination aus Hochleistungs-USP-Laser und optimierter diffraktiver Strahlteilung eine robuste, skalierbare Ultrakurzpulsbearbeitung im industriellen Maßstab – vorausgesetzt, räumlich-zeitliche Verzerrungen werden sorgfältig kompensiert, um gleichmäßige Qualität bei hohem Durchsatz sicherzustellen.

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@inproceedings{mekle2025a40,
  author     = {Mekle, Dario and Grossmann, Daniel and Dannecker, Benjamin and Höck, Helge and Bauer, Dominik and Flamm, Daniel and Nolte, Stefan},
  title      = {{Extreme Parallelisierung erschließen: 1 kW Ultrakurzpulsbearbeitung mit Kompensation räumlich-zeitlicher Effekte bei großen Strahlteilungswinkeln}},
  booktitle  = {DGaO-Proceedings 2025},
  series     = {DGaO-Proceedings},
  eventtitle = {126. Jahrestagung der DGaO},
  eventdate  = {2025-06-11/2025-06-14},
  venue      = {Stuttgart},
  publisher  = {Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik e.V.},
  year       = {2025},
  pages      = {A40},
  url        = {https://dgao-proceedings.de/paper/126-a40}
}
126. Jahrestagung der DGaO · Stuttgart · 2025