Funktionsprinzip - ELETTROLASER DaDo Benutzerhandbuch

7.1.1

Funktionsprinzip

Das physikalische Prinzip, das der Erzeugung von elektromagnetischer Laserstrahlung zugrunde liegt, ist das Phänomen
der stimulierten Lichtemission. LASER ist ein Akronym von Light Amplification by Stimulated Emition of Radiation
(Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission).
Dies bedeutet, dass der Laser durch eine Kettenreaktion der Photoemission, verstärktes Licht ist, das von einem ersten
Photon (Lichtpartikel) erzeugt wird, das durch Interaktion mit einem angeregten, atomaren System die Emission von
zwei Photonen stimuliert, die ihrerseits durch Interaktion mit anderen Atomen einen Schneeballeffekt auslösen.
Die Anregung des atomaren Systems erfordert eine externe Energiezufuhr in geeigneter Form, die einen
Laserstrahleffekt auslösen kann. Diese Technik, die ebenso als „optisches Pumpen" bezeichnet wird, kommt dann
zustande, wenn die emittierte, elektromagnetische Strahlung (speziell von einer Lichtquelle) auf einen „aktiven"
Werkstoff trifft (ein Material, das bei Anregung Laserlicht emittiert) und dessen Atome aufgrund der Absorption von
Energie anregt.
Die Verstärkung des Laserstrahleffekts wird dadurch erreicht, dass das aktive Material mit demselben Licht, das es
emittiert, mehrmals durchströmt wird. Dies kommt dann zustande, wenn das aktive Medium zwischen zwei
gegenüberliegenden Spiegeln positioniert wird, beziehungsweise indem man einen sogenannten „optischen Resonator"
konstruiert und „ausrichtet".
Wenn der Kristall und die Spiegel auf der optischen Achse zentriert wurden, ist der Resonator perfekt „ausgerichtet".
Die Kristallflächen, der vordere Spiegel sowie die Fläche des hinteren Spiegels, die dem Kristall am nächsten liegt, sind
parallel. Bei dieser optischen Konfiguration erhält man die maximale Laser-Energiegewinnung des Resonators, der
gebündelte Strahl besitzt eine kreisförmig runde Form und ist von annähernd gleichmäßiger Intensität (kohärent).
Nach der Verstärkung kann der gebündelte Laserstrahl durch einen teilweise reflektierenden Spiegel aus dem Resonator
austreten. Dieser wird mithilfe einer Linse (die unterschiedliche Brennweiten besitzen kann) konzentriert und kann im
Inneren der Schweißkammer umgelenkt werden (in diesem Fall mit einem 45° Spiegel).
Durch das Fokussieren wird die Energie auf einen Punkt (einige zehntel Millimeter) konzentriert, wodurch der
Temperaturanstieg ermöglicht wird, sodass der Schmelzpunkt der Metalle erreicht werden kann.
Voll
reflektierender
Spiegel
Code: EL0001D
Laser-Schweißgerät DaDo
Optischer Resonator
Aktives Medium
Pumpensystem
Abb. 7-2 – Funktionsprinip
Betriebs-und Wartungsanleitung
Revisionsstand: 0.0
Laserstrahl
Teilweise
reflektierender
Spiegel
Seite 50 von 94
Datum: 01/10/2019