Multi-Axicon-Array-basierte Optiksysteme für die ultrakurzpulslaserbasierte Mikrofertigung ─ MAORI

Die stetige Miniaturisierung und eine immer komplexere Struktur von Industrieprodukten führt zu wachsenden Anforderungen in der Fertigungstechnik und insbesondere in der Mikromaterialbearbeitung. Die Herstellung von Kleinstbohrungen mit mechanischen Werkzeugen gerät bei den geforderten Dimensionen an ihre Grenzen. Zur Mikromaterialbearbeitung einer großen Vielfalt an Materialien stellt der Einsatz von Ultrakurzpulslasern eine vielversprechende und in einigen Industrieprozessen bereits etablierte Möglichkeit dar, um Bauteile exakt und mit minimalem Wärmeeintrag zu bearbeiten.

Während in den meisten heute realisierten Laserbohrprozessen gaußförmige Strahlprofile eingesetzt werden, bieten andere Intensitätsverteilungen zahlreiche Vorteile. Besonders sogenannte Besselstrahlen, die sich durch einen im Zentrum des Stahlprofils sehr kleinen Durchmesser und eine hohe Tiefenschärfe auszeichnen, stellen hier eine vielversprechende Option zur Erzeugung von Löchern mit hohem Aspektverhältnis dar. Um industriell eingesetzte Laserprozesse schnell und effizient umsetzten zu können, ist eine Parallelbearbeitung mehrere Löcher gleichzeitig äußerst sinnvoll. Die Erzeugung solcher Multibesselstrahlen ist unzureichend erforscht, was den Einsatz derzeit noch verhindert.

Hierzu werden innerhalb des Projekts grundlegende Untersuchungen zur Strahlpropagation und die Quantifizierung von Einflussgrößen in Simulationen und experimentellen Aufbauten durchgeführt. Neben der Bestimmung der Grenzen dieser laseroptischen Systeme wird ein solches auch realisiert, um an einer exemplifizierten Nutzung eine Potenzialanalyse durchzuführen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es also, jüngst erarbeitete Konzepte zur Erzeugung solcher Multibesselstrahlen voranzutreiben, um deren industriellen Einsatz zu ermöglichen.