Freitag, Juli 30, 2021
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Lasermaschinen: So funktionieren sie

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Wie funktionieren Lasermaschinen? Bei dem Begriff Laser handelt es sich um ein Akronym, welches für „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“ steht. Auf Deutsch übersetzt bedeutet dies so viel wie „Verstärkung des Lichts durch stimulierte Emission“.

Somit wird bereits in ihrem Namen beschrieben, wie Lasermaschinen arbeiten. Lichtteilchen, also Photonen, werden durch Stromenergie angeregt und geben dabei Energie in Lichtform ab. Gebündelt wird dieses Licht zu einem Strahl, wodurch der typische Laserstrahl entsteht.

Dieser Technik bedienen sich heutzutage zahlreiche Lasermaschinen Hersteller, um Produkte für eine große Vielfalt von Anwendungsbereichen zu produzieren. Mithilfe der Lasertechnik ist es beispielsweise möglich, viele unterschiedliche Materialien zu gravieren, zu schneiden oder zu markieren.

Doch wie funktionieren Lasermaschinen eigentlich im Detail? Der folgende Beitrag erklärt es.

Der Aufbau von Lasermaschinen

Grundsätzlich setzen sich alle Laser aus drei verschiedenen Komponenten zusammen. Diese bestehen in dem Resonator, dem aktiven Lasermedium sowie einer externen Pumpquelle, durch welche der Laser mit externer Energie versorgt wird.

Das aktive Lasermedium ist im Inneren der Lasermaschine zu finden. Abhängig von der individuellen Bauart des Lasers kann dieses in Glasfasern – bei einem Faser Laser –, einem Kristallkörper – bei einem YAG Laser – oder einem Gasgemisch – bei einem CO2 Laser – bestehen. Sobald die Pumpquelle dem jeweiligen Lasermedium die Energie zuführt, gibt dieses in Form von Strahlung Energie ab.

Integriert ist das aktive Lasermedium zwischen zwei Spiegeln, welche als Resonator bezeichnet werden. Bei einem der Spiegel handelt es sich um ein halbdurchlässiges Exemplar. Die Strahlung des aktiven Lasermediums wird durch den Resonator verstärkt. Durch den halbdurchlässigen Spiegel kann dabei gleichzeitig lediglich eine bestimmte Art der Strahlung aus dem Resonator dringen. So wird die Strahlung gebündelt und zu der typischen Laserstrahlung.

Der Laserstrahl und seine Eigenschaften

Die Laserstrahlung zeichnet sich durch drei grundlegende Eigenschaften aus:

So ist sie zum einen monochromatisch. Das bedeutet, dass sie ausschließlich aus einer Wellenlänge besteht. Zum anderen gestalten sich die Wellen des Lasers kohärent, wodurch sie annähernd parallel verlaufen. So zeichnet sich die Laserstrahlung ebenfalls durch eine Phasengleichheit aus.

Diese besonderen Eigenschaften des Laserstrahls – monochromatisch, kohärent und phasengleich – sind ausschlaggebend dafür, dass das Laserlicht heute in zahlreichen Anwendungsbereichen, besonders bei der innovativen Bearbeitung von verschiedenen Materialien, eingesetzt wird.

Die Kohärenz des Laserlichts sorgt dafür, dass sich die Intensität langanhaltend und gleichbleibend gestaltet. Durch den Einsatz von speziellen Linsen ist es außerdem möglich, diese Intensität noch stärker zu bündeln und so zusätzlich zu erhöhen.

Im Rahmen seines Einsatzes trifft der Lichtstrahl des Lasers auf die Oberfläche des jeweiligen Materials, wird von dieser absorbiert und sorgt damit für eine Erhitzung des Materials. Durch diese hohe Hitzeentwickelt wird das Material entweder vollkommen verdampft oder abgetragen. Durch den Einsatz von Lasermaschinen ist es so unter anderem möglich, unterschiedlichste Materialien zu schneiden, zu markieren oder auch zu gravieren.

Der Einsatz der Lasermaschinen geht dabei mit vielen Vorteilen gegenüber alternativen Methoden einher. Beispielsweise zeichnet sich der Lasereinsatz durch eine sehr hohe Präzision aus. So wird es möglich, sowohl die Auswahl der Materialien aus auch die jeweilige Gestaltung überaus flexibel durchzuführen. Die jeweiligen Qualitätsstandards können außerdem kontinuierlich beibehalten werden, ob bei Serien- oder bei Einzelanfertigungen.

Foto: ©Tiero/adobe.com

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