Lasermaschine

Dies ist der Resonator, hier wird der Laserstrahl hergestellt. Hierbei wird ein Ende eines mehrere Meter langen Glasrohres mit einem nahe 100 %-ig reflektierenden Spiegel, und das andere mit einem teildurchlässigem Spiegel (Auskoppelspiegel) abgeschlossen.

Das Glasrohr ist mit einem speziellen, CO2-haltigen Gasgemisch gefüllt, welches mit Hochfrequenzsignalen in einen angeregten Zustand gebracht wird. Das zwischen den zwei Spiegeln hin und her prallende Licht wird im angeregten Gasgemisch verstärkt, und ein gewisser Anteil wird – bereits in Form eines Laserstrahls – durch den Auskoppelspiegel ausgestrahlt. Um Platz zu sparen wird dieses mehrere Meter lange Rohr mit der Hilfe weiterer Spiegel zusammengefaltet. Die Wellenlänge des entstanden Laserstrahls fällt in den fernen Infrarotbereich (10,6 um), was deutlich außerhalb des für das menschliche Auge sichtbaren Spektralbereichs (0,4-0,7 um), aber auch außerhalb des erfassten Spektralbereichs von einfachen Kameras liegt. Der im Resonator erzeugte Laserstrahl mit einem Durchmesser von ca. 3 cm wird mittels einer Optik auf ca. 15 cm erweitert, da der Laserstrahl über die Grundlegende Eigenschaft verfügt, dass mit zunehmendem Strahldurchmesser die Divergenz sinkt. Der so ausgeweitete Laserstrahl wird mittels fixierter und beweglicher Spiegel zum Schnittkopf geleitet, der sich über dem zu schneidenden Blech bewegt. Der Laserstrahl, der den Resonator verlässt ist linear polarisiert, bevor er jedoch in den Schneidekopf gelangt wird er in einen zirkular polarisierten Strahl umgewandelt, um zu gewährleisten, dass in alle Richtungen in gleicher Qualität geschnitten wird.
Danach wird erneut mit der Hilfe von Spiegeln der immer noch aufgeweitete Laserstrahl in den Schnittkopf geleitet. Hier wird er auf ca. 0,2 mm fokussiert, und auf die zu schneidende Oberfläche gerichtet. Der Schnittkopf folgt dem Blech automatisch in einer Höhe von einigen Millimetern. Die Energie des fokussierten Strahls ist so hoch, dass er das Metall schmilzt. Das geschmolzene Metall wird mit einem Schneidegas, wofür Sauer- oder Stickstoff verwendet werden kann, ausgeblasen. Die entstandene Schnittspalte ist auch ca. 0,2 mm breit, dies hängt jedoch stark von der Qualität und der Dicke des zu schneidenden Materials ab.