Diodenlaser sind im Kommen!
Authors: Thoß Andreas 
Published: April 2007

Im November des vergangenen Jahres gab es am Fraunhofer IWS in Dresden einen spannenden Workshop zum Thema “Industrielle Anwendungen von Hochleistungsdiodenlasern”. Bei den Vorträgen kamen nicht nur die Diodenlaserhersteller und ‐anwender, sondern auch Mikrooptikfirmen zu Wort. Und besonders von dieser Seite kamen einige interessante Gedanken zum Vergleich von Hochleistungsdiodenlasern mit den “neuen” Festkörperlasern. Dabei ging es darum, dass das System “Diodenlaser plus Mikrooptik plus Faser” mit inzwischen bis zu 10 kW Ausgangsleistung durchaus konkurrenzfähig ist. Neben den deutlich verbesserten Parametern der Diodenlaser ist das Know‐how, Diode, Optik und Faser effizient miteinander zu verbinden, ein entscheidender Punkt.

Der Unterschied ist noch im Faserdurchmesser sichtbar, aber schon da ist es für einige Anwendungen zweitrangig, ob die Strahlquelle ein Faser‐, ein Scheiben‐ oder doch “nur” ein Diodenlaser ist. Die hervorragende Strahlqualität der Faser‐ und Scheibenlaser ermöglicht sicher einige neue Anwendungen, für andere jedoch ist sie unnötig. Und wenn die Strahlung ohnehin durch Mikrooptik geformt wird ‐ beispielsweise zu einer schmalen Linie ‐ kann der Diodenlaser den anderen Systemen durchaus überlegen sein.

Dazu kommt der Preis als (entscheidendes) Argument und auch da spricht einiges für den Diodenlaser. Neben der vergleichsweise einfachen Konstruktion und der hohen Effizienz sahen die Hersteller noch andere Vorteile: So wird sich eine positive Marktentwicklung bei diodengepumpten Lasern auch auf den Preis für Pumpdioden auswirken und damit natürlich auch auf den Preis der High‐Power‐Diodenlasersysteme. Dazu kommt, dass im Rahmen des Förderprogramms BRIOLAS (BMBF) die Weiterentwicklung von Hochleistungsdiodenlasern massiv gefördert wird. Zu BRIOLAS gehört sowohl die Entwicklung einer neuen Generation von brillanten Diodenmodulen (BRILASI) als auch die Automatisierung der Montagetechnologie (INLAS).

Man darf also erwarten, dass die Diodenlaser noch besser und noch preiswerter werden. Und dementsprechend werden auch die Diodenlaseranwendungen in den nächsten Jahren mehr Aufmerksamkeit bekommen. Einige Beispiele für neue Entwicklungen auf dem Gebiet finden Sie in diesem Heft in der Rubrik “Diodenlaseranwendung”. Eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung neuer Applikationsfelder ist ein detailliertes Verständnis der Prozesse beim Schweißvorgang. Die verschiedenen Systeme zur Prozeßüberwachung (zum Beispiel das auf dem Titelbild) geben schon eine Vielzahl von Informationen, die aber immer durch die Art des Detektors eingeschränkt sind. Tiefere Einblicke versprechen an der Stelle numerische Simulationen. Der Beitrag von Peter Berger (IFSW Stuttgart) bietet auf Seite 31 eine Einführung in dieses komplexe Gebiet.

Das Thema des Tutorials in diesem Heft ist ein Dauerbrenner: die Messung von Strahlparametern bei Hochleistungslasern. Hier ist in den letzten Jahren viel passiert, inzwischen gibt es nicht nur neue Normen sondern auch eine Vielzahl von Detektoren. Der Beitrag auf Seite 46 liefert Ihnen einen Einstieg in das Thema und eine Übersicht, was man mit welchem Detektor messen kann.