Auf den Punkt genau fertigen Piko- und Femto-Ultrakurzpulslaser für die Mikromaterialbearbeitung

Ultrakurzpulslaser kommen beispielsweise bei der Strukturierung von Solarzellen zum Einsatz.
Ultrakurzpulslaser kommen beispielsweise bei der Strukturierung von Solarzellen zum Einsatz.

Ultrakurzpulslaser kombinieren Pulsraten im Piko- oder Femtosekundenbereich mit einer bisher nicht gekannten Leistungsstärke. Damit eröffnen sie neue Möglichkeiten zur Mikromaterialbearbeitung bei der LED- und Wafer-Fertigung und in der Photovoltaik.

»Ultrakurzpulslaser haben das Potenzial, klassische Fertigungsverfahren zum Schneiden, Bohren und Abtragen in vielen Bereichen zu ersetzen«, erklärt Dr. Sascha Weiler, Produktmanager Mikrobearbeitung von Trumpf Laser. Vorgestellt haben Trumpf und viele weitere Firmen und Forschungsinstitute ihre technischen Neuerungen jüngst auf der »Laser World of Photonics« in München.

Die gepulsten Lasersysteme machen Prozesse energiesparender und genauer. Vielfach ermöglichen sie bestimmte Fertigungsschritte erst, vor allem wenn es um die Mikromaterialbearbeitung geht. Die dabei eingesetzten Laser emittieren das Licht nicht kontinuierlich, sondern werden »gepulst« betrieben, das heißt sie geben ihr Licht in zeitlich begrenzten, sehr kurzen »Pulsen« ab und schonen damit das zu bearbeitende Material. »Ultrakurzpulslaser sind sehr effizient, weil die Energie präzise dort wirkt, wo sie wirken soll, ohne Wärme oder sonstige Einflüsse auf die Umgebung. Dadurch eignet sich das Verfahren insbesondere für sehr feine Bearbeitungen und empfindliche Materialien«, so Weiler. 

Herkömmliche Laser erzeugen bei empfindlichen Materialien thermische oder mechanische Schäden wie Grat- und Rissbildung oder unerwünschte Veränderungen der Oberflächenbeschaffenheit. Im Vergleich dazu entstehen bei der Verwendung von Ultrakurzpulslasern völlig andere Wechselwirkungen mit dem Material, wodurch negative Auswirkungen weitestgehend minimiert werden - umso mehr, je kürzer die Laserpulse sind. Durch ihre hohe Leistung und ihren robusten Aufbau erschließen solche Lasersysteme neue Anwendungen in der Industrie: angefangen beim Schneiden von Silizium-Wafern und Faserverbundstoffen über die Mikrostrukturierung von Oberflächen bis hin zum exakten Bohren.