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Ultrakurzpulslaser sind Laser, die gepulstes Licht mit extrem kurzen Pulsdauern im Bereich von Piko- und Femtosekunden erzeugen. Sie gehören zur Kategorie der Pulslaser, die sich durch ihre Arbeitsweise von kontinuierlich emittierenden Dauerstrichlasern (CW-Lasern) unterscheiden. Während Dauerstrichlaser ein konstantes Lichtsignal erzeugen, strahlen Pulslaser das Licht in kurzen, gezielten Impulsen aus.
Farbstofflaser waren die ersten Ultrakurzpulslaser. Ein Farbstofflaser ist eine wellenlängenabstimmbare Laserlichtquelle, die einen speziellen Fluoreszenzfarbstoff als optisch aktives Medium verwendet.
Im Laufe der Entwicklung verloren Farbstofflaser ihre Bedeutung als Ultrakurzpulslaser. Günstiger und einfacher zu handhaben sind Diodenlaser, die ebenfalls im Pulsbetrieb angesteuert werden können.
Der Titan:Saphir-Laser (auch Ti3+:Al2O3-Laser) ist ein Festkörperlaser, der als optisch aktives Medium die Fluoreszenz von Titan-Ionen benutzt.
Titan:Saphir-Laser wurden zum ersten Mal 1986 produktiv genutzt. Dieser Laser ersetzte sehr schnell den Farbstofflaser für durchstimmbare Laser im Bereich ultrakurzer Laserimpulse.
Titan:Saphir-Laser werden – dank ihrer extrem geringen Pulsdauer und dem großen Wellenbereich – zum Beispiel bei der Analyse chemischer Reaktionen oder biologischer Vorgänge eingesetzt. Die Halbleiterindustrie verwendet UKP-Laser im Rahmen der Qualitätssicherung zur Schichtdickenmessung.
Die Medizintechnik nutzt Ultrakurzpulslaser beispielsweise bei Korrekturen von Fehlsichtigkeiten in der Augenoptik.
Zunehmend kommen in der Materialbearbeitung Ti:Sa-Laser als Ultrakurzpulslaser zum Einsatz. Durch die kurze Lasereinwirkung wird Material verdampft, bevor die Energie in das tiefere Material eindringt und zu unerwünschten Materialreaktionen (z.B. Verfärbung, Carbonisierung, Deformation) führt.
Im Bereich der UKP-Laser (Ultrakurzpulslaser) haben sich Titan:Saphir-Laser etabliert. Der Ti:Sa-Laser verfügt über eine sehr breite Fluoreszenzbande von 670–1070 nm, wobei das Maximum der Intensität bei 800 nm liegt.
UKP-Laser (Titan:Saphir-Laser) eignen sich vor allem zum Lasern von Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie
Ausgezeichnet Laserschneiden lassen sich auch
Die laserbare Materialdicke ist – materialabhängig – maximal bis zu 2 mm.
Am Markt sind Ultrakurzpulslaser mit mehreren Hundert Watt bis über einem Kilowatt Leistung erhältlich.
Leistungsstarke Ultrakurzpulslaser Laser (egal auf welcher Basis) erzeugen dank verschiedener Wechselwirkungen Röntgenstrahlungen. Dieser Effekt bei der Materialbearbeitung mit Ultrakurzpuls-Lasern wurde bereits in den 1980er Jahren untersucht. Jetzt, wo UKP-Laser mittlerer Laserleistung zum „Alltag“ gehören, müssen entsprechende Sicherheitsmaßnahmen eingehalten werden.
Ein weiterer Nachteil der UKP-Lasertechnik besteht in den relativ hohen Anschaffungskosten eines UKP-Lasers und der vergleichsweise geringen Bearbeitungsgeschwindigkeit beim Abtrag. Klassische CO2 Laser, oder Diodenlaser, dominieren deshalb noch in vielen Bereichen.