Ultrakurzpulslaser

Ultrakurzpulslaser kommen in der Materialbearbeitung immer dann zum Einsatz, wenn Genauigkeiten im Bereich von 1 µm gefordert sind oder der Wärmeeintrag auf ein Minimum reduziert werden muss. Um die Vorteile von ultrakurzen Laserpulsen zu nutzen, sind entsprechend genaue Positioniersysteme erforderlich. Bei den heute eingesetzten UKP-Lasern handelt es sich in der Regel um faserbasierte Ultrakurzpulslaser. Die höheren Genauigkeiten gehen allerdings zulasten der Produktivität, weshalb aus wirtschaftlichen Gründen nach Möglichkeit Kurzpulslaser eingesetzt werden.

Bei der UKP-Laserbearbeitung ist aufgrund der geringen Pulsdauer die Energiedichte so hoch, dass es zu einer lokal begrenzten Sublimation kommt. Angrenzende Materialbereiche werden kaum (ps-Puls) bis gar nicht (fs-Puls) thermisch beeinflusst, wodurch aufgrund der damit vermiedenen Schmelzebildung eine sehr hohe Oberflächenqualität erzielt werden kann. Die Bearbeitung mit UKP-Lasern ist daher auch als „kalter Abtrag“ bekannt. 

Durch den Einsatz von UKP-Lasern ist auch eine größere Materialvielfalt möglich als bei Kurzpulslasern. Durch die hohen Intensitäten der extrem kurzen Laserpulse treten bei der Wechselwirkung von Lasertrahlung und Material nichtlineare Effekte auf, wie zum Beispiel die Multiphotonenabsorption. Dadurch lassen sich fast alle Materialen bearbeiten. 

Der Einsatzbereich erstreckt sich vom Mikrostrukturieren, dem Feinschneiden, der Erzeugung von Mikrobohrungen bis hin zum Funktionalisieren von Oberflächen. Ein weiterer Vorteil von UKP-Laserstrahlung ist das Auftreten nichtlinearer Effekte, wodurch praktisch jedes Material bearbeitet werden kann.