Optimierung von HF-Gasentladungen für schnell längsgeströmte CO2-Laser

Seit der erstmaligen Realisierung des CO2-Lasers im Jahre 1964 durch Patel [1] hat die­ ser Gaslaser eine diversifizierte Entwicklung mit extremen Leistungssteigerungen durchge­ macht, von anfii.nglich einigen mW bis heute einige 10 kW. Nicht zuletzt dadurch gewinnt er seit einigen Jahren als thermisches Werkzeug fiir industrielle Anwendungen zuneh­ mend an Bedeutung. Insbesondere in der Fertigung hat er sich sowohl in traditionellen Verfahren wie Trennen und Fiigen, als auch bei neuartigen Techniken wie Abtragen und Oberfiii.chenveredeln (Umschmelzen, Legieren etc.) bewiihrt. Der Vorteil gegeniiber bis­ herigen Technologien ist die zielgerichtete und regelbare Einbringung hochster Leistungs­ dichten in das Werkstiick. Der folgende kurze historische Uberblick zeigt die wesentlichen Entwicklungsschritte auf, welche diese zunehmende Akzeptanz des CO2-Lasers in der Industrie erst ermoglichten. Eine vollstii.ndige Aufziihlung sii.mtlicher Varianten wird dabei nicht angestrebt, vielmehr stehen die grundlegenden Konzepte und Strategien zur Steigerung d.er Laserleistung und der Strahlqualitii.t (Fokussierbarkeit) im Vordergrund. Aus industrieller Sicht kommen noch wirtschaftliche Aspekte wie niedrige Kosten, Kompaktheit und Zuverliissigkeit der Strahlquelle hinzu. Basierend auf den physikalischen Prinzipien der Strahlerzeugung haben sich unterschied­ lich erfolgreiche Anregungstechniken und Kiihlkonzepte etabliert, aus denen sich Ansatze fiir Optimierungen und zukiinftige Entwicklungen ableiten lassen.