Grüner 500-W-Singlemode-Dauerstrich-532-nm-Laser erfolgreich entwickelt!

Kürzlich gab Civan Lasers, ein israelischer Anbieter von Hochleistungslasern, bekannt, dass das Unternehmen erfolgreich einen grünen 500-W-Single-Mode-Dauerstrichlaser (SMCW) mit 532 nm entwickelt und damit einen Weltrekord für diesen Lasertyp aufgestellt hat.
Der grüne Laser wurde im Rahmen des EUREKA-Projekts „CBC-Green“ unter der Leitung von Fraunhofer IWS, Siemens und ThyssenKrupp entwickelt, dessen Ziel es ist, Hochleistungslaserstrahlen für eine flexiblere und effizientere Bearbeitung von Kupfermaterialien zu erzeugen und zu realisieren.
Wie funktioniert es? Was sind die Vorteile?
Der 500-W-Single-Mode-Dauerstrichlaser mit 532 nm nutzt die Coherent Beam Combining (CBC)-Technologie, die mehrere Single-Mode-Laserstrahlen zu einem einzigen kohärenten Strahl mit überragender Strahlqualität kombiniert.
Mit der Coherent Beam Combining (CBC)-Technologie sind die Systeme von Civan Lasers in der Lage, eine hohe Helligkeit zu erreichen, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung der Laserkristalle besteht (wie es der Fall wäre, wenn höhere Laserleistungen zur Erhöhung der Helligkeit verwendet würden), wobei die spektralen Eigenschaften des Lasers erhalten bleiben Strahl und sorgt für dauerhafte, zuverlässige Leistung im Laufe der Zeit.
Es ist diese CBC-Technologie, die es Lasern ermöglicht, qualitativ hochwertige Hochleistungsstrahlen zu verwenden, um die Prozesseffizienz und Leistung bei der Materialbearbeitung zu verbessern und gleichzeitig eine Leistungsmodulation bereitzustellen. Dies ist ein bedeutender Fortschritt, wenn man bedenkt, dass 532-nm-Laser typischerweise stabile Kristalltemperaturen erfordern – eine Fähigkeit, die das Potenzial hat, die aktuellen Einschränkungen der Kupferverarbeitung zu durchbrechen. Diese Einschränkung ist auf das hohe Reflexionsvermögen zurückzuführen (grüne Laser weisen im Vergleich zu infraroter Faserlaserstrahlung eine stärkere Absorption in Materialien auf). Dies wird der Industrie helfen, Kupferkomponenten besser zu verarbeiten, die für die Herstellung von Energiespeichersystemen, Leistungselektronik, Steuerungen und notwendigen Kühlstrukturen von entscheidender Bedeutung sind.
Was kommt als nächstes?
Während die Entwicklung eines grünen Single-Mode-Dauerstrichlasers noch im Gange ist, hat Civan Lasers bereits seine Absichten für weitere Fortschritte geäußert, und diese Pläne basieren auf einer Reihe unterschiedlicher Materialbearbeitungsanwendungen.
Dazu zählen das Schweißen hochreflektierender Materialien – etwa Kupfer, das Löten im Halbleiterbereich – insbesondere das Chip-to-Wafer-Löten, aber auch als Alternative zu herkömmlichen Metallbondverfahren sowie der 3D-Druck von Produkten aus Kupfer.
Zukünftige Entwicklungspläne umfassen die Halbierung der Größe des Lasers, eine deutliche Reduzierung seiner Kosten, eine Erhöhung seiner Leistungsfähigkeit und die Einführung eines dynamischen Strahls in den grünen Laser – was ihn letztlich von seinen Mitbewerbern auf dem Markt abheben wird.
Nach weiteren Verfeinerungen und Upgrades wird der Laser an das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (Fraunhofer IWS) in Deutschland geschickt. Dort wird das Institut den Entwicklungsprozess für zwei Branchenriesen, Siemens und ThyssenKrupp, leiten und die Fähigkeiten und potenziellen Anwendungen des Lasers weiter erforschen, von denen viele derzeit noch Neuland sind.