FALAMAT

Kosteneffizienter und langzeitstabiler Hochleistungs-Faserlaser hoher Strahlqualität auf der Basis alternativer Materialien und integrierter optischer Komponenten

FALAMATVorrangiges Ziel dieses Projektes ist die Realisierung von effizienten und sehr wirtschaftlichen, hochintegrierten, langzeitstabilen Hochleistungs-Faserlasern für den industriellen Einsatz. Durch die Verwendung neuartiger, extrem kompakter Hochstrom-Hochleistungs-Pumplichtquellen wird ein besonders einfacher und dadurch kostengünstiger Faserlaser mit einer Strahlqualität < 5 mm x mrad und einer Ausgangsleistung im Multi-Kilowatt Bereich > 1,5 kW realisierbar. Effizienz, Robustheit und Langlebigkeit des Systems werden durch neue XL-Clad (sehr großer (XL) Pumpkern (Clad)) und / oder X-LMA Fasern (Xtra Large Mode Area) auf Basis neuer Material- und Fertigungstechnologien gewährleistet. Das große Clad erlaubt es die extrem kompakten Hochleistungs-Pumplichtquellen hocheffizient einzukoppeln. Die ohnehin bei herkömmlichen Diodenlasern zur Homogenisierung und Strahlführung notwendige Faser ersetzt somit die komplexen Strahlformungs- und Strahlüberlagerungskomponenten. Der große Kern ermöglicht es Alterungsmechanismen wie Photodarkening zu entschärfen und die Zerstörschwellen anzuheben.

Im Rahmen des Vorhabens ist die Entwicklung geeigneter Materialien und Technologien vorgesehen, die die zur Realisierung der verschiedenen Hochleistungs-Faserlasersysteme erforderlichen passiven und aktiven Lichtleitfasern mit sehr großem Kerndurchmesser bzw. Modenfeld (X-LMA Faser) bereitstellen. Darüberhinaus erfolgt die Entwicklung und ein Vergleich von Online und Offline Preformtechniken zur Herstellung von Fasern mit sehr großen Kern- bzw. Modenfelddurchmesser. Weiterhin ist die umfassende Charakterisierung der neuartigen Materialien und Fasern insbesondere bezüglich der Langzeitstabilität, Leistungsbeständigkeit und intrinsischer Effekte (Spannungs- und Streumessungen an Preform und Fasern) geplant.

In abgestuften Entwicklungsschritten soll ein 8 kW Faserlaser mit Hilfe eines integrierten Splitter- und Combinerkonzepts realisiert werden. Um eine spätere industrielle Nutzbarkeit des Laserkonzeptes sicherzustellen, sind projektbegleitend grundlegende Anwendungsuntersuchungen vorgesehen. Aufgrund der hohen Leistung und Strahlqualität des Faserlasers sind Untersuchungen zum Schneiden und Tiefschweißen geplant die eine Einordnung der Laserquelle im Vergleich zu alternativen Lasern ermöglicht.

Von entscheidender Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit des Faserlasers ist im Verlauf des Verbundprojektes der Nachweis einer hinreichenden Lebensdauer des gesamten Lasersystems im Bereich der Standzeit der als Pumpquelle verwendeten Diodenlaser. Zielsetzung ist daher die Umsetzung einer “photodarkeningfreien” aktiven Faser mit einer Langzeitstabilität > 10.000 h.

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Volker Krause
Laserline GmbH
Fraunhoferstrasse
56218 Mülheim-Kärlich
email: volker.krause@laserline.de
Tel.: (02630) 964-1110
Fax: (02630) 964-1119

Projektpartner