Fraunhofer: nog dit jaar ultrakorte pulslaser met 10 kW vermogen

Zowel in Aken als in Jena neemt het Fraunhofer komend najaar applicatiecentra in gebruik voor de ontwikkeling van industriële toepassingen voor de multi kW ultrakorte pulslaser. In Jena is al zo’n laser ontwikkeld met een vermogen van 3,5 kW; nog dit jaar willen de onderzoekers opschalen naar 10 kW.

Ultrakorte pulslasers zijn qua vermogen op dit moment nog beperkt. Daardoor blijven de toepassingen veel in nichemarkten hangen, omdat de processen weliswaar heel nauwkeurig zijn, maar relatief langzaam. Het Fraunhofer ILT wil de technologie, waarbij zeer weinig warmte in het materiaal wordt ingebracht, gaan combineren met de snelheid waarmee moderne snij- en laserlassystemen werken. Daarvoor wordt de ontwikkeling van nieuwe laserbronnen opgepakt. Bij het Fraunhofer ILT in Aken gaat de aandacht met name uit naar slab- en schijflasers, bij het Fraunhofer instituut voor toegepaste optica en fijnmechanica in Jena zet men in op de fiberlaser. “We hebben op dit moment 3,5 kW gerealiseerd, nog dit jaar willen we tot 10 kW opschalen”, aldus professor Jens Limpert van het instituut in Jena.

Multidisciplinaire aanpak

Om de ambities vorm te geven, hebben 13 Fraunhofer instituten hun capaciteiten gebundeld in het Cluster of Excellence Advanced Photon Sources (CAPS). In september wordt het nieuwe applicatielab in Aken officieel geopend, in het vierde kwartaal van dit jaar dat in Jena. Op beide plaatsen staan dan multi kW ultrakorte pulslaser productie-installaties waarop bedrijven met de onderzoekers toepassingen kunnen ontwikkelen. De disciplines laserbronnen, procestechniek en applicatie komen er samen. Voorbeeld van mogelijke toepassingen waar de onderzoekers aan denken, is het bewerken van ultraharde materialen. Bijvoorbeeld buizen die zijn gemaakt van diamant-composiet en keramiek. Ook in de productie van batterijen en zonnepanelen zijn toepassingen denkbaar.

Ook EUV-technologie beschikbaar

Behalve dat de laserbronnen in het infrarood bereik werken, gaat het Fraunhofer instituut ook systemen aanbieden die met EUV-technologie werken (extreem ultraviolet, waarmee ASML succesvol is). Daarmee kunnen biologische en halfgeleiderstructuren van nanometers worden bewerkt. In Jena krijgen bedrijven toegang tot deze technologie om hun toepassingen verder te ontwikkelen.

Het Fraunhofer ILT presenteert zich met de plannen voor multi kW ultrakorte pulslasers dit jaar op Laser World of Photonics in München (24 – 27 juni).