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05.12.2014

Dr. Thomas Brand, DILAS: Keine Spielwiese für Rekordmeldungen

Dr. Thomas Brand, DILAS

Das von der EU geförderte Programm BRIDLE startete im September 2012 mit einer Laufzeit von drei Jahren. Partner neben Dilas sind das Fraunhofer ILT, das Ferdinand-Braun-Institut (FBH), die Universität Nottingham, Modulight, das CNRS-Institut d‘Optique und Bystronic Laser. Dr. Thomas Brand ist der Projektkoordinator von BRIDLE und bei der Firma DILAS für die Koordination von öffentlich geförderten F&E-Projekten verantwortlich.


1. Sie koordinieren BRIDLE (Brilliant Industrial Diode Laser). Welches Ziel verfolgt das Projekt?

Dr. Thomas Brand: BRIDLE ist ein von der EU in FP7 gefördertes Verbundvorhaben mit dem Ziel, die Grenzen für die Verbesserung der Strahlqualität direkter Diodenlasermodule im Hochleistungsbereich auszuloten. Dazu wollen wir einen Diodenlaser mit 2kW Ausgangsleistung bei einer Strahlqualität von 7-8 mm mrad realisieren.

In BRIDLE werden dafür parallel mehrere Wege verfolgt, neben mehr bereits gebräuchlichen Ansätzen der Leistungsskalierung wie z.B. dem dichten Überlagern vieler Wellenlängen werden auch Methoden der kohärenten Kopplung auf ihre Eignung zur Leistungsskalierung geprüft.


2. Welche Leistungen und Strahlqualitäten sind für Schneidanwendungen unabdingbar?

Dr. Thomas Brand: Natürlich kann das nur ein erster Schritt sein auf dem Weg zu der „richtigen“ Massenanwendung, dem Schneiden dünner Bleche mit Lasern. Dafür werden Strahlqualitäten von 3-4 mm mrad bei Leistungen ab 1 kW benötigt, die bisher von Faserlasern oder CO2 Lasern kommod erreicht werden. Davon ist BRIDLE noch entfernt. Es geht bei dem Projekt eher darum, die Grundlagen zu legen und einige der bestehenden technischen Hürden zu identifizieren und zu überwinden.


3. Ab wann erscheint es sinnvoller einen diodengepumpten Laser als einen Diodenlaser selbst einzusetzen?

Dr. Thomas Brand: Das genau wollen wir in BRIDLE herausfinden. Es ist ja nicht nur die Frage zu stellen was alles technisch möglich ist, sondern auch, was ist noch sinnvoll ökonomisch darstellbar. Wir als Firma DILAS haben selbstverständlich auch den Anspruch, kommerziell verwertbare Resultate zu erzielen und als Mitglied der Rofin-Familie unseren Kunden den am besten geeigneten Laser für eine gegebene Anwendung anzubieten. Der direkte Diodenlaser ist für uns sicher ein wichtiges Produkt, aber ebenfalls keine Spielwiese für eifrige Rekordmeldungen, sondern er muss ein brauchbares Werkzeug für industrielle Anwendungen sein.

Die Strahlformung und Skalierung von Diodenlasern zu höherer Brillanz kostet immer auch Wirkungsgrad und erfordert einen hohen technologischen Aufwand. Man konkurriert dabei unmittelbar mit Faserlasern, die heute schon Wirkungsgrade um 40 Proozent erreichen und natürlich mit den bewährten CO2 Lasern. Das ist die Benchmark, an der wir unsere Lösungen zu messen haben. Die Grenze, ab der man besser mit einem anderen Lasertypen arbeitet, ist allerdings auch im Fluss, und wenn wir in Europa technologisch an der Spitze bleiben wollen, sind solche Fragestellungen laufend zu überprüfen.


4. Mit welchen Maßnahmen am Chip soll der Diodenlaser brillant und massenmarkttauglich werden?

Dr. Thomas Brand: Die Grundlage ist immer der einzelne Emitter des Diodenlasers, dessen Strahlparameter-Produkt kann nicht verbessert werden. Man kann dann nur die bekannten Freiheitsgrade nutzen und die Methoden für die Leistungsskalierung optimieren, um möglichst wenig auf dem Weg zum Werkstück zu verlieren.
In BRIDLE werden deshalb vom FBH in Berlin Emitter höchster Strahlqualität entwickelt und zu hoher Leistung skaliert, von den Partnern werden gemeinsam sowohl interne als auch externe Methoden der Wellenlängenstabilisierung untersucht. Das dichte Wellenlängenmultiplexing ist dabei eine der zentralen Möglichkeiten, höchste Leistungen bei sehr guter Strahlqualität zu erzielen.


5. Gibt es daneben noch weitere Vorteile der neuen Ansätze?

Dr. Thomas Brand: Die hier verfolgten Ansätze sind insbesondere geeignet das bei uns vorhandene Know How zur automatischen Montage der Komponenten zu nutzen. Dies beginnt beim Konzeptentwurf und wird im Design detailliert. Teilweise können schon für die Labormuster einige Schritte auf automatisierten Anlagen der Produktlinie gefertigt werden. So können wir uns auf die wesentlichen Schritte konzentrieren wenn wir einen Prototyp bauen und die Zeit bis zur Produkteinführung fällt kürzer aus.


6. Wo steht das Projekt BRIDLE in Augenblick?

Dr. Thomas Brand: Nach anfänglichen Schwierigkeiten und Verzögerungen, die auch normal sind bei einem so komplexen Thema, machen wir jetzt gute Fortschritte. Wir sind zuversichtlich bis zum Sommer nächsten Jahres der 1kW Grenze für einen Prototyp eines Diodenlasergeräts mit Übertragung über eine 100µm Faser nahe zu kommen. Es wird dabei ein „fraktales“ Konzept verfolgt. Die dafür notwendigen Submodule mit hoher Brightness sind schon realisiert.


7. Was ist für das nächste Jahr bis zum Abschluss zu erwarten?

Dr. Thomas Brand: Bis zu einem kommerziell verfügbaren Gerät dauert es schon noch ein bisschen, dazu müssen auch Fragen der Zuverlässigkeit, Einflüsse durch Feedback, Stabilität der Strahlqualität über die Lebensdauer und der möglichen Anwendungsfelder geprüft werden. Und erst wenn die Ökonomie für den direkten Diodenlaser spricht, wird aus den hier erarbeiteten Technologien ein Produkt realisiert. Dass es dazu kommen wird ist absehbar. Nur die Frage „Wann“ ist noch offen.

Danke für das Interview.

Mehr Informationen:
www.dilas.com

 
 
 
 
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