Volllaser
Heute über die Komponenten eines Lasers.
Moin Knut, Bock über Laser zu reden?
Moin Sven, ja, hab ich.
Klar.
Trifft sich ja gut, dass die Mikrofone hier zufällig vor unserem Gesicht sind und wir
hier gerade eine Aufnahme machen.
Huch.
Ja, wir wollen heute über den Aufbau von Lasern sprechen und zwar jetzt nicht über
das komplette Lasersystem, also irgendwie die Kiste, die da steht, wo der Laser entsteht
und dann das Übertragungsmedium und dann oder den Weg, wie es dann zur Einsatzstelle
kommt und den Kopf und so weiter und so fort.
Darüber reden wir auch alles irgendwann mal, aber heute geht es im Prinzip um die Komponente,
in der der Laser wirklich erzeugt wird.
Genau, genauso wie man in der Fahrschule lernt, wie ein Auto funktioniert, muss man ja auch,
wenn man sich eigentlich für den Prozess interessiert, auch mal darüber unterhalten,
was eigentlich in so einem Laser drin ist und wie der überhaupt aufgebaut ist und welche
Komponenten gibt es da.
Da gibt es nämlich ganz unterschiedliche Aufbautypen.
Ja, im Wesentlichen gibt es da drei Hauptkomponenten, über die wir uns dann gleich unterhalten werden.
Das sind einmal das Laser Medium, der Resonator und die Pumper.
Genau.
Und das sind ja auch genau die Komponenten, wo man dann normalerweise drüber redet und
sagt, das ist ein so und so gepumpter Laser und das bei vielen steckt es ja auch im Namen.
Von daher geht es los.
Los geht's.
[Musik]
Gut, dann fangen wir an.
Laser Medium, Resonator und Energiepumpe haben wir gerade schon gesagt.
Wie hängt das zusammen?
Was ist denn das?
Erzähl doch mal.
So, ich weiß gar nicht, wo ich anfangen soll, aber ich fange mit Laser Medium an, weil
das hast du ja als erstes gesagt.
Also, in einem Laser gibt es als Kernkomponente immer ein Laser Medium, welches in der Lage
ist, Laser Licht zu erzeugen.
Das Interessante finde ich erstmal, dass das im Prinzip jeden Aggregatzustand einnehmen
kann.
Es gibt für jeden Aggregatzustand sozusagen verschiedene Laserypen mit unterschiedlich
starker Relevanz, zum Beispiel für die Materialbearbeitung oder für die Messtechnik oder je nachdem, welche
Anwendung da gefordert ist.
Es gibt also Laser, wo das Laser Medium aus einer Flüssigkeit besteht, zum Beispiel die
Farbstofflaser habe ich da im Kopf.
Es gibt die Laser, wo das Laser Medium aus einem Gas besteht.
Hier der CO2 Laser.
Der CO2 Laser hat auch eine große Relevanz für die Materialbearbeitung.
Das glaube ich auch so der Laser, den jeder schon mal gehört hat.
Wenn irgendwo im Hex-Base oder auch in der Firma so eine Laser Brennmaschine rumsteht
oder so, dann war das in der Vergangenheit meistens ein CO2 Laser.
Genau, CO2 Laser hat man oft gehört.
Und dann gibt es die Festkörper Laser.
Die Festkörper Laser können auch unterschiedlich aufgebaut sein.
Das kann ein Kristall sein, das kann eine dotierte Faser sein, dass der Strahl innerhalb einer
Faser entsteht.
Und es könnte auch ein Halbleiter-Bauteil sein, wie zum Beispiel beim Dioden-Laser, den
auch eigentlich jeder kennt als Laserpointer oder im CD-Player oder DVD-Player.
Es gibt auch Plasma-Laser, den Argonion-Laser und auch so Exoten wie den Eczema-Laser.
Das würde ich jetzt hier heute mal ausblenden.
Im Prinzip ist ja jeder von diesen Laserytypen eine eigene Folge oder drei oder fünf.
Genau, aber ich würde jetzt vielleicht mal auf den CO2 Laser eingehen.
Das CO2 Laser Medium, da haben wir halt ein Gas.
Eigentlich ist es ein Gas-Gemisch.
Um das Laserlicht zu erzeugen, brauchen wir CO2, Stickstoff und Helium im CO2 Laser, sind
ja in der Regel drin.
Beim CO2 Laser ist es so, dass dieser Laser herausragt, weil die Laserwellenlänge besonders
lang ist, also im Vergleich zu sonst üblichen Laserstrahlquellen.
Was die Wellenlänge für eine Relevanz hat, das wollen wir noch mal in einer eigenen Folge
besprechen.
Aber kannst du da ganz kurz was zu sagen, warum das interessant ist?
Genau.
Also die meisten Laser aus der Laser-Materialbearbeitung sind im infraroten Bereich, also bei ungefähr
einem Mikrometer Wellenlänge.
Das heißt, wir können das Laserlicht nicht sehen, aber die Wirkung.
Und jetzt wissen wir ja alle, dass man zum Beispiel durch Glas schauen kann.
Und wenn das Laserlicht durchs Glas geht, weil es nah am sichtbaren Licht ist, ist anzunehmen,
dass die Strahlung auch durch das Glas geht.
Wenn wir aber Glas zum Beispiel bearbeiten wollen, dann ist es vielleicht ratsam, einen
Laserstrahl zu nehmen, der von dem Glas absorbiert wird.
Weil wir wollen ja die Wärme in das Glas bringen und dort eine Wechselwirkung erzeugen.
Das Licht, das wir kennen, geht ja durchs Glas einfach durch.
Und CO2 Laser dort wird zum Beispiel absorbiert.
Als Schutzbrille wird auch oft zum Beispiel, da werden einfach Brillen verwendet, die ein
bestimmtes, also Lasersicherheit ist zum Beispiel auch ein Aspekt, wo man das merkt.
Die Schutzbrillen für ein CO2 Laser sind in der Regel aus Kunststoffglas und müssen,
soweit ich weiß, nicht beschichtet werden, weil die Streustrahlung von den Prozessen in
dem Glas absorbiert wird.
Also Dinge, die wir aus unserem Umfeld kennen, verhalten sich anders, wenn man mit der Wellenlänge
weit weg ist vom sichtbaren Licht.
Nachteil hat es auch, ein Nachteil ist einfach, wenn man sich industrielle Fertigungsprozesse
anguckt, dass der CO2 Laserstrahl nicht in eine optische Faser gekoppelt werden kann.
Deswegen muss man den da mit Spiegeln leiten oder mit anderen optischen Komponenten, was
natürlich weniger elegant ist.
Also den CO2 Laser über einen Roboter zum Einsatz zu bringen, ist relativ schwierig.
Geht auch, aber mit entsprechender Aufwand.
Genau, aber es geht.
Man macht es dann mit Spiegeln und die sind dann im Wesentlichen aus Kupfer und dann formt
man auch den Strahl über die Spiegel.
Das heißt, die Spiegel sind dann konkaff und erzeugen damit, also wie so ein Hohlspiegel,
erzeugen dann den Fokus des Laserstrahls, wo dann die Wirkung erzeugt wird.
Aber das kann man sich vorstellen, wenn so ein Roboter dann noch über so verschiedene
Rohre mit Knick-Elementen, wo dann die Spiegel drin sind, den Laserstrahl zum Werkstück
bringen soll, das nimmt halt viel Bauraum ein und ist teuer und kompliziert.
Jetzt habe ich es schon wieder geschafft über Roboter zu reden, obwohl wir eigentlich über
etwas ganz anderes reden wollten.
Lass uns mal zurückspringen zu den Laser Komponenten.
Das tust du immer.
Ja, das ist mein Ding halt.
So leicht sollten wir nochmal über die Feststofflaser sprechen.
Also was es da so gibt bei einem Mikrometerwellen.
Das ist nämlich auch sehr unterschiedlich.
Da kann man unendlich weit ausholen, aber ich will da mal mit der Relevanz nochmal
darauf zu sprechen kommen, weil da gibt es eben unheimlich viel auf dem Markt.
Alles, was so um einen Mikrometerwellenlänge hat, kann man halt in einer optischen Faser
zum Bearbeitungskopf führen.
Und das ist in der Regel das, was man tut für die Materialbearbeitung.
Und da gibt es zum Beispiel die Diodenlaser, die haben sich stark weiterentwickelt.
Da ist überall viel Entwicklung derzeit auf dem Gerätenmarkt.
Und die Diodenlaser bestehen im Prinzip aus ganz vielen Dioden, die miteinander gekoppelt
werden und dann in die Faser eingeleitet werden.
Sind also Halbleiterelemente als Laser Medium.
Aber man muss wissen, wenn man sagt, Diodenlaser, das ist nicht eine Diode, wo zum Beispiel
vier Kilowatt rauskommt, sondern das sind dann ganz viele.
Und die Strahlen muss man dann übereinander legen.
Das ist wieder eine besondere Herausforderung.
Dann gibt es die Kristallaser, den Neodym-Jagdlaser, ganz typischer Vertreter.
Ein Jagdkristall, der mit Neodym-3+ Ionen dotiert ist.
Diese sind dann das eigentliche Laser Medium.
Das ist dann also ein Kristall, so wie man es auch aus den Kriminalfilmen kennt.
Der Kristall steht in der Mitte von dem großen, bösen Laser.
Neodym-Jagdlaser haben die meisten, glaube ich, auch schon mal gehört.
Also wenn man in der Firma keinen CO2 Laser hat, dann hat man Neodym-Jagdlaser.
Genau, aber was jetzt in den letzten Jahren immer stärker kommt, das hat mit der Strahlqualität
zu tun, auch hier werden wir sicherlich noch mal eine Folge machen.
Das ist ein wichtiges Thema.
Strahlqualität als Charakteristikum der Laserstrahlung sind die Faserlaser und Scheibenlaser, die
beide parallel aufkommen und beide ihre Vor- und Nachteile haben.
Aber im Wesentlichen zeichnen sie sich dadurch aus, dass sie eben eine Mikrometer Wellenlänge
haben und eine sehr gute Strahlqualität haben, besser auch als der CO2 Laser und damit eben
für Anwendungen zur Verfügung stehen, wie das Schneiden und Schweißen, auch von dicken
Blechen und so weiter.
Das ist halt besonders interessant, hohe Leistungsdichten zu erzeugen.
Und bei dem Faserlaser sind es eigentlich dotierte Materialien, die in der Faser das
Laserlicht erzeugen.
Und da wird der Strahl direkt in der Faser erzeugt.
Das ist der Gag.
Und bei der Scheibe, das ist im Prinzip auch ein Kristall, aber hier liegt der Trick darin,
dass dieser Kristall nicht so, also so ein Neodymium-Jagdstab, weil wir eben vom Neodymium-Jagdlaser
gesprochen haben, ist so groß wie so ein Stift, wie so ein Kugelschreiber.
Aber der Scheibenlaser, da sind Scheiben drin, die sind so groß wie eine 2-Euro-Münze,
aber halt nur 200 Mikrometer dick.
Also nur mal um eine Größenordnung zu sagen.
So in der Größenordnung wird das sein.
Und die sind auf einem Kühlkörper aufgelötet.
Und dadurch schafft man eine andere Wärmeleitung zu erzeugen im Vergleich zu den Neodymium-Jagdlasern,
sodass man halt sehr gute Strahlqualitäten erzeugt.
Also auch geometrisch sehr unterschiedlich und auch vom Aufbau her sehr unterschiedlich.
Aber das steht in der Mitte.
Genau, das steht in der Mitte vom Laser.
Das ist sowieso immer so ein Thema, so ein Laser-Medium oder überhaupt so eine Laser-Art,
sag ich jetzt mal, so ein Laser-Typ.
Theoretisch irgendwie anstatt zu schaffen, ist die eine Geschichte.
Aber da dann auch ein bisschen Leistung rauszuholen, ist halt dann ganz anders.
Dann reden wir über Kühlung, dann reden wir über Verlustleistung,
dann reden wir über verschiedene elektrische Ansteuerungen und so weiter und so fort.
Das ist dann halt nochmal eine ganze Menge Engineering, die da reinfließen muss,
bis sowas dann auch in der Praxis vernünftig eingesetzt werden kann.
Genau, das stimmt.
Sowas entwickelt sich über lange Zeiträume.
Und ich habe das mal studiert und das hat sich seitdem mehrfach geändert.
Also auch, was ich geglaubt habe, was passieren wird,
da bin ich immer wieder eines Besseren belehrt worden.
Also ich beobachte das Thema jetzt schon,
muss ich mal überlegen, 20 Jahre, ja.
Gott, bist du alt?
Ich bin älter als 20 Jahre.
Gut, Laser-Medium, wir haben noch Resonator und Energiepumpe.
Das sind die drei Komponenten, die jeder Laser hat.
Das Laser-Medium, den Resonator und die Energiepumpe.
Ich würde jetzt vielleicht doch schon mal erst über die Energiepumpe sprechen,
weil das einfacher zu verstehen ist.
Wir haben also das Laser-Medium, das ist im Verhältnis zu einer Glühlampe
dann sowas wie der Wolfram-Draht.
Nur, dass es kein Wolfram-Laser gibt, soweit ich weiß.
Aber es ist bei der Energiepumpe so, dass wir natürlich nicht einfach Strom
an den Kristall anlegen und dann fängt er an Laserlicht zu erzeugen.
Das ist so, dass man, fangen wir mal in der Reihenfolge an,
wie wir eben drüber gesprochen haben.
Beim CO2-Laser ist es so, dass die Energiepumpe eine Gasentladung ist.
Also wir haben eine Stromquelle, eine Anode und eine Kathode in dem Raum,
wo das CO2 ist, also CO2 als Gas, Helium und Stickstoff.
Und es ist so, dass zwischen diesen beiden Elektronen ein Lichtbogen gezündet wird.
Und dieser Lichtbogen, also diese Elektronen, die da durchfliegen,
die übergeben dann die Energie eigentlich ans Stickstoff,
eigentlich an alles, aber insbesondere an den Stickstoff.
Und der Stickstoff übergibt das dann an die CO2-Moleküle.
Da müssten wir dann über den Laserprozess reden.
Das machen wir an einer anderen Stelle mal.
Aber der Trick ist eben, dass die Gasentladung,
das ist, was als Energiepumpe hier fungiert.
Genau. Wir haben ja die Abkürzung Laser für stimulierte Emissionen.
Und das ist im Prinzip die Stimulierung?
Ja, nein, nein, nicht wirklich.
Also "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" heißt Laser.
Da werden wir uns auch nochmal drüber unterhalten.
Das ist im Wesentlichen Besetzungsinversion.
Der Trick ist, dass man kann sich ja vorstellen,
überall wo Licht durchgeht, kommt am Ende weniger Licht raus.
Also zum Beispiel eine Glasscheibe.
Das weiß ja jeder.
Dann sagt man immer, wo ist das, was da fehlt?
Das ist irgendwie in Wärme umgewandelt worden.
Das Laser Medium hat die eine Aufgabe.
Die Aufgabe des Laser Mediums ist, als Verstärker zu fungieren.
Wir stecken Licht rein und da kommt mehr Licht hinten raus.
Und das ist die stimulierte Emission.
Also die stimulierte Emission bezieht sich immer auf die Laser Lichtwellenlänge.
Das ist ganz wichtig, dass wenn wir nämlich Energiepumpen haben,
die wo wir jetzt zu kommen, also das können auch Laserdioden sein.
Laserdioden können die Pumpe sein.
Also das Licht von Laserdioden können die Pumpe sein für ein Neodymium-Laser.
Oder sind es auch für ein Faseralaser auch oder ein Scheibenlaser.
Die pumpt man mit Laserdioden.
Und dieses Laser Licht ist dann die Pumpwellenlänge.
Das ist nicht das Licht, das stimuliert verstärkt werden soll,
sondern das ist die Laserwellenlänge.
Und das ist ganz wichtig für den Prozess, total essentiell,
dass diese Wellenlänge anders sind.
Und dann kann man auch sehen, die Wellenlänge,
die hängt ja mit der Energie zusammen für die Experten unter den Zuhörern.
Und da ist es so, dass das Licht, mit dem man pumpt,
natürlich eine höhere Energie haben muss als das, was als Laser Licht erzeugt wird.
Genau.
Also es hängt indirekt, aber nicht direkt mit dem Begriff zusammen.
Genau. Und damit dieses aktive Medium, also nichts im Universum, das wir kennen,
verstärkt Licht, ohne dass man Energie reinsteckt.
Die Energieerhaltung, die ist ja, soweit wir wissen, überall gültig.
Da machst du nichts.
Da machst du nichts. Da hast du keine Chance.
So wie es bei den Simpsons hieß, in diesem Haushalt halten wir uns an die Gesetze der Thermodynamik.
Ja, die Folge kenne ich auch.
Genau. Und die Energie steckt man halt über die Pumpe rein.
Also Gasentladung beim CO2, bei den Festkörperlasern, Laserdioden.
Man nimmt auch teilweise Blitzlampen.
Das hat aber viele, viele Nachteile, insbesondere auch die Strahlqualität.
Und nur ein Diodenlaser kann man nicht mit Dioden pumpen.
Es kann sein, dass es da draußen jemanden gibt, der sowas tut, warum auch immer.
Aber da ist es halt ein elektrischer Strom.
Und da ist es dann die Halbleiterstruktur, die das Ganze dann erzeugt.
Und dann hat man einen Verstärker.
Und so einen Verstärker gibt es zum Beispiel auch, um diesen Podcast zu verteilen,
nämlich das Internet.
Also das Licht in den Glasfasern.
Soweit ich weiß, ist es nicht möglich, das über den Teich zu bringen.
Denn die Dämpfung ist zu groß.
Also man verliert Leistung.
Deswegen braucht man da auch Verstärkerketten.
Also was ist ein Verstärker?
Ein Laser-Medium mit Energiequelle.
Ein gepumptes Laser-Medium.
Deswegen sagt man auch Energiepumpe oder Laserpumpe oder so.
Das sind so die Begriffe dafür.
Aber da fehlt ja noch was.
Denn der Verstärker ist ja an sich nicht der Laser, sondern da braucht man noch was.
Und das ist, das kennt man von einer Gitarre.
Wenn wir die E-Gitarre nehmen und da einen Akkord spielen, ohne das Kabel irgendwo reinzustecken.
Das klingt nicht so nach Rock'n'Roll.
Okay, da brauchen wir den Verstärker.
Der Vergleich hinkt jetzt ein bisschen, merke ich selber.
Aber es ist der Resonator.
Also wie die Akustikgitarre.
Also wir brauchen den Resonator.
Wir brauchen einen Raum, in dem stehende Wellen entstehen können und das Ganze anschwingen
kann.
Und das ist meistens, wird das realisiert durch Spiegel.
Dann mal eine Vorlesung drüber gehört, über Resonator-Design.
Also das ist echt eine komplexe Angelegenheit.
Im Wesentlichen kann man sich das vorstellen, damit ist das Laser-Medium, von oben kommt
die Energie, oder von der Seite.
Und vorne und hinten ist ein Spiegel.
So, und die Spiegel, die reflektieren alles zurück in den Kristall.
Und dort springt dann eben der Laserprozess an.
Und ein Spiegel muss dann teildurchlässig sein, um den Laserstrahl rauszulassen.
Und wenn man so ein Doppelschwert haben will, wie Darth Maul dann aus Star Wars, dann kann
man auch zwei Spiegel haben, die einen Teil rauslassen.
Man kann auch in der Lasermaterialbearbeitung, also immer ernsthaft, man kann auch einen
Teil des Rückreflektors, der eigentlich 100% reflektiert, das so bauen, dass der halt ein
Prozent oder ein Promille oder ganz wenig rauslässt und dass das Leistungsmonitor nehmen,
um den Laser zu regeln.
Der Resonator kann ganz oft gefaltet sein.
Gefaltet heißt, mit Spiegeln um die Ecke gelenkt werden.
So ein CO2-Laser hat dann schnell mal so ein Doppelring-Resonator.
So ein Ring ist dann also quasi ein Quadrat aus Glaskörpern, die evakuiert werden und
dann mit dem Laser-Medium befüllt werden als Gas, mit dem richtigen Gas-Gemisch.
Und dann geht er halt dreimal um die Ecke, dann wird er nach oben reflektiert und oben
geht er dann nochmal um und dann kommt der Rückreflektor.
Also so ein CO2-Laser mit Doppelring-Resonator, das klingt so ein bisschen wie V8-Motor.
Also es sieht auch ein bisschen so aus.
Gibt's den Laser auch mit Doppelkupplungsgetriebe oder ist das extra Ausstattung?
Weiß ich nicht.
Ja genau, das ist der Aufbau, wenn man sich irgendwie so Bilder anguckt von, wenn man irgendwie
so Laser in eine Suchmaschine reinwirft, dann ist wahrscheinlich genau das, was rausfällt.
Dann ist das Medium, dann hat man da irgendwo noch so eine Pumpe, die wird dann meistens
irgendwie nur mit so einem Strich beschriftet.
So nach dem Motoneur, das brauchen wir auch noch.
Und dann auf beiden Seiten halt die Spiegel, um den Resonator halt aufzubauen.
Ja genau, das ist im Wesentlichen der Aufbau.
Gut, dann kommen wir zum Fragenteil.
Und zwar, wir machen jetzt ja Laser-Materialbearbeitung und ich hänge gern Laser an Roboter.
Wieso ist denn jetzt überhaupt der Aufbau von so einer Laserquelle für mich interessant?
Ich meine, ich will, dass da vorne irgendwie der Strahl rauskommt und dass der mein Blech
klein macht.
Und warum sollte ich mich jetzt überhaupt dafür interessieren?
Ja genau, also erstmal ist das bei den Investitionskosten angemessen, dass man sich da ein bisschen auseinandersetzt.
Vielleicht.
Davon abgesehen ist das ja nur einfach gut, seinen eigenen Prozess verdammt nochmal zu
kennen und auch die physikalischen Grundlagen irgendwie drauf zu haben.
Genau, aber trotzdem, die Frage ist schon berechtigt, weil am Ende, man sagt ja immer,
der Kunde will das Loch und nicht den Bohrer, den Satz will ich wahrscheinlich noch öfter
sagen, aber es ist so, dass zum Beispiel verschiedene Aufbauten verschiedene Vorteile bieten für
Entwicklungen, die heute stattfinden.
Ich sag mal ein Beispiel, was mir einfällt.
Man kann ja sagen, so ein Laserstrahl ist charakterisiert, darüber reden wir noch, das ist jetzt schon
mal so eine Präview, aber so ein Laserstrahl ist charakterisiert über die Wellenlänge und
die Strahlqualität und die maximale Ausgangsleistung über die Strahlqualität.
Das hat mit der Leistungsdichte, die man erzeugen kann und auch wie lange man sie über eine
Länge halten kann.
Dafür ist das wichtig.
Die Wellenlänge ist wichtig für das Absorptionsverhalten und die maximale Leistung ist letzten Endes
die Power, die man hat, um Prozesse zu führen.
Wenn da die Grenze erreicht ist, dann muss man sich einen neuen Laser kaufen oder sich
was einfallen lassen, um da mitzuarbeiten.
Was unheimlich spannend heutzutage ist, ist das Thema Kupferschweißen, das kommt halt
auf und da spielt die Wellenlänge eine ganz große Rolle.
Ich habe schon gesagt, dass die CO2-Laserstrahlen über Kupferspiegel reflektiert werden und
selbst die gängigen Laser, die man heute hat, da hat Kupfer eine sehr hohe Reflektivität.
Ich weiß es nicht auf den Punkt, aber es ist 95, 96, 97 Prozent oder so.
Das heißt, wenn wir da mit einem Kilowatt draufgehen, dann gehen erstmal 950 Watt irgendwo
in den Raum oder in den Orkus oder werden im schlimmsten Fall zurück in den Bearbeitungskopf
oder zurück aufs Faserende oder gar zurück in den Resonator reflektiert und machen den
kaputt.
Das kann Schaden zur Folge haben oder auch sicherheitstechnisch ein echtes Problem werden.
Also liegt es eben nahe, dass man eine andere Wellenlänge verwendet und da muss man erstmal
Laser-Medien für finden.
Natürlich gibt es Laser, die grünes Licht erzeugen zum Beispiel.
Das sind dann ungefähr 500 Nanometer, 530 Nanometer ist grün.
Was hat grünes Licht jetzt mit Kupferschweißen zu tun?
Und das ist eine Wellenlänge, die eben besser absorbiert wird.
Also wenn die Wellenlängen kürzer werden, geht die Absorption von metallischen Werkstoffen
in der Regel hoch.
Also wenn wir einen grünen Laser hätten, könnten wir gut Kupfer schweißen und richtig ordentlich
Geld mit Elektromobilität verdienen.
Genau und der Clou ist eben, das ist auch eine Technik, die man eben in der Messtechnik,
in der physikalischen Forschung, das macht man da schon länger, aber das ist eben eine
Frage der Skalierbarkeit.
Kann man diese Methoden anwenden bei hohen Leistungsdichten?
Das ist ein Frequenzverdoppler.
Es gibt nicht lineare Kristalle, mit denen man zwei Photonen in ein Photon koppeln kann,
um das mit Teilchen mal zu besprechen.
Und da heißt es dann aus, zum Beispiel beim Neodymiac Laser 1064 Nanometer werden dann
532 Nanometer.
Also aus Infrarot wird grün.
Und das ist abhängig von der Intensität zum Quadrat, deswegen macht man sowas gerne
innerhalb des Resonators.
Weil wenn man sich vorstellen kann, dass der Resonatorspiegel 5% rauslässt oder so, das
hängt sehr vom Aufbau des Lasers ab und vom Laser Medium, wie viel der rauslässt, aber
dann ist die Intensität im Resonator viel höher und dann baut man den Frequenzverdoppler
in den Resonator und dann macht man einen Spiegel, der diese grüne Wellenlänge rauslässt, aber
die infrarote Wellenlänge nicht.
Und dann ist diese Übertragungseffizienz sehr hoch.
Und das kann man zum Beispiel beim Scheibenlaser machen, aber beim Fasalaser kann man es nicht
machen, weil da müsste man den ja in die Faser einbauen.
Also jetzt so allein vom Prinzip.
Und da ist es dann schon wieder wichtig.
Allerdings, ich glaube nicht, dass man sowas nachrüsten kann.
Ich glaube, dass sowas in der Entwicklung ist.
Man kann das vielleicht auch manchmal über Leistungsdichten kompensieren, dass man sehr
starke Intensitäten hat und wenn man erst mal einen Tiefschweißprozess hat, dann kommt
man auch tief rein.
Und da werden wir auch nochmal draufgucken und auf das Thema werden wir nochmal draufgucken,
wenn wir über das Tiefschweißen reden.
Das ist jetzt noch ein paar Folgen hin, aber das sind so Aspekte.
Zum Beispiel auch, wenn man den Laser mitnehmen.
Also ist das ein Laser, der zum Beispiel auf Schiff gebaut wird oder so oder mit dem Auto
viel transportiert werden muss.
Also da muss man wissen, sind da viele optische Komponenten drin, die da rumwackeln oder ist
alles irgendwie integriert?
Bauraumgröße etc.
Was zum Beispiel Wirkungsgrad angeht und Bauraum ist ein Diodenlaser immer total spannend,
weil die sind klein, die sind effizient und so weiter.
Da ist es dann aber die Strahlqualität, die meist den anderen ein wenig hinterhersteht.
Da gibt es auch Wiederentwicklungen und so weiter.
Das ist immer so ein bisschen so ein Rennen zwischen den Prinzipien, aber es macht einfach
Sinn, sich damit ein bisschen auseinanderzusetzen.
Ja, an der Stelle kann man vielleicht nochmal kurz sagen, was wir hier so erzählen, ist
der aktuelle Ausstand des Wissens.
Das kann in dem Jahr oder drei oder spätestens fünf, bin ich mir sicher, dass vieles davon
überholt ist.
Jetzt bei den Grundlagen vielleicht nicht unbedingt, aber wenn wir jetzt praktische
Beispiele bringen von realen Anwendungen und so weiter, da wird sich mit Sicherheit ganz,
ganz viel ändern in der kürzesten Zukunft.
Genau, das ist der Stand 2020.
Also ich würde sagen, wir verweisen nochmal auf weitere führende Informationen.
Genau, aber so im Grundlagen-Thema sind das jetzt natürlich Lehrbücher und keine aktuellen
Artikel, denn da würde es dann glaube ich wirklich zu sehr ins Detail gehen.
Genau, ich finde, wir sollten immer irgendwie versuchen, auf was aktuell ist zu verweisen
und wenn möglich auch auf etwas, was Open Access ist, dass das jedem zugänglich ist.
Aber der Aufbau des Lasers, es kann sein, da gibt es sicherlich auch Forschung zu, aber
wir sind ja im Bereich Lasermaterialbearbeitung unterwegs.
Ich würde hier einfach mal auf Grundlagenbücher verweisen.
An dieser Stelle sei das Buch von Eichler erwähnt, Laser, Bauform, Strahlführung und
Anwendung.
Im Springerfallach erschien der Link, ist in den Show Notes.
Und dann gibt es noch ein Buch von Herrn Strove, Einführung in die Lasertechnik, Physikalische
und Technische Grundlagen für die Praxis.
Das sind so zwei Bücher, die ich auch ganz gut kenne und die eigentlich ganz gut beschreiben,
wie so ein Laser aufgebaut ist.
Dann danke ich dir und wir hören uns demnächst alle wieder.
Ciao!
Ja, dank dir.
Bis dann, ciao!
[Musik]