Theoretische Methoden und experimentelle Verfahren zur Charakterisierung von Hochleistungslaserstrahlung

در سه دهه گذشته، فناوری لیزر به یک فناوری کلیدی تبدیل شده است که با طیف بسیار گسترده ای از کاربردها مشخص می شود. با در دسترس بودن عملکرد بالا در لیزرهای CO2 و همچنین در بخش لیزر حالت جامد، لیزر در عین حال جایگاه دائمی خود را در پردازش مواد به دست آورده است. توصیف اپتیکی عملی تابش لیزر برای نظارت و کنترل کارآمد فرآیندهای ماشینکاری به کمک لیزر ضروری است. بر این اساس، خواص انتشار موج-اپتیکی تابش لیزر به منظور استخراج قوانین مشخصه‌بندی از لحاظ نظری سازگار و عملی اندازه‌شناختی، تحت یک تحلیل انتقادی قرار می‌گیرد. پس از تعیین موقعیت در الکترودینامیک ماکسول، نشان داده می شود که چگونه انتشار تابش لیزر را می توان به عنوان یک مسئله مکانیکی کوانتومی تفسیر کرد. دستگاه رسمی و روش‌شناختی موجود برای رسیدن به یک نظریه انتشار کاهش‌یافته استفاده می‌شود که در شرایط صنعتی عملی است و به‌ویژه تأثیر انحرافات و روزنه‌های همه‌جا را در نظر می‌گیرد. در نهایت، بر اساس مشخصات نظری، یک روش اندازه‌شناسی توسعه داده می‌شود که تعیین تمام پارامترهای پرتو مربوط به انتشار را به اندازه‌گیری‌های توان ردیابی می‌کند. پتانسیل این فرآیند بر اساس مطالعات دقیق پارامترها و اندازه گیری ها نشان داده شده است. از مطالب توضیحات موج - نوری و جبری انتشار پرتو لیزر - ممان های پرتو - ضریب انتشار پرتو - حالت های لیزر - تخریب پرتو به دلیل انحراف و تأثیرات دیافراگم - محاسبه و انتشار پارامترهای پرتو - اندازه گیری پارامترهای پرتو

Die Lasertechnologie ist innerhalb der letzten drei Jahrzehnte zu einer Schlüsseltechnologie avanciert, die sich durch ein ungemein breites Anwendungsspektrum auszeichnet. Mit der Verfügbarkeit hoher Leistungen bei CO2-Lasern sowie zunehmend auch im Festkörperlaserbereich hat der Laser mittlerweile auch seinen festen Platz in der Materialbearbeitung gewonnen. Für eine effiziente Kontrolle und Steuerung lasergestützter Bearbeitungsprozesse ist hierbei eine praktikable optische Charakterisierung der Laserstrahlung unerläßlich. Hierauf basierend werden die wellenoptischen Propagationseigenschaften von Laserstrahlung einer kritischen Analyse unterzogen, um daraus theoretisch konsistente und meßtechnisch praktikable Charakterisierungsvorschriften abzuleiten. Nach einer Standortbestimmung innerhalb der Maxwellschen Elektrodynamik wird gezeigt, wie sich die Propagation von Laserstrahlung als quantenmechanische Problemstellung interpretieren lößt. Der damit verfügbare formale und methodische Apparat wird verwendet, um zu einer reduzierten, unter industriellen Bedingungen praktikablen Propagationstheorie zu kommen, welche insbesondere den Einfluß allgegenwärtiger Aberrationen und Aperturen berücksichtigt. Auf der Basis der theoretischen Vorgaben wird schließlich ein meßtechnisches Verfahren entwickelt, welches die Bestimmung aller für die Propagation relevanter Strahlparameter auf Leistungsmessungen zurückführt. Anhand ausführlicher Parameterstudien und Messungen wird das Potential dieses Verfahrens aufgezeigt. Aus dem Inhalt Wellenoptische und algebraische Beschreibung der Laserstrahlpropagation - Strahlmomente - Strahlpropagationsfaktor - Lasermoden - Strahldegradation durch Aberrations- und Apertureinflüsse - Berechnung und Propagation von Strahlkennzahlen - Messung von Strahlkennzahlen