Quarzglas für die Materialbearbeitung und industrielle Anwendungen

Laser werden seit Jahrzehnten in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen eingesetzt. Während CO₂-Laser lange Zeit Industriestandard waren, stellten die notwendigen Freistrahloptiken und der begrenzte Spektralbereich erhebliche Nachteile dar, die zum Wachstum anderer Lasertypen wie Dioden- und Faserlaser führten.

Der Hauptvorteil dieser Laser liegt in ihrer Kompaktheit und in der Verfügbarkeit verschiedener Wellenlängen. Im Gegensatz zu CO₂-Lasern kann das Licht kürzerer Wellenlängen mit optischen Quarzglasfasern zum Arbeitsbereich geführt werden. Die Fokussieroptiken bestehen ebenfalls aus Quarzglas.

Quarzglas ist das Material der Wahl aufgrund seiner geringen Absorption und seiner hohen Laserzerstörschwelle, was neue Anwendungen wie Oberflächenreinigung, Strukturierung oder sogar 3D-Druck ermöglicht. Heraeus bietet eine breite Palette von Produkten an, die auf die verschiedenen Anwendungen optimal zugeschnitten sind.

In Laserquellen werden Laserstrahlen durch Pumpen von Energie ins Lasermedium erzeugt. Dafür existieren mehrere Pumpmethoden. Wenn allerdings Speziallampen verwendet werden, sind die grundlegenden Optionen CW-Laserlampen (continuous wave) oder mit Gleichstrom gepulste Blitzlampen.

Je nachdem, welches Lasermedium angeregt werden soll und welcher Lampentyp zum Einsatz kommt, bietet Heraeus ein breites Spektrum an maßgeschneiderten Lösungen, z.B. undotiertes Quarzglas (Synthetisches Quarzglas - Suprasil 130, Clear fused quartz (CFQ) - HLQ210, Heralux plus) oder dotiertes Quarzglas (Titanium doped quartz (TDQ) - M235 plus, Cerium doped quartz (CDQ) - M382 plus). Alle Quarzglasqualitäten haben eine gleichbleibend hohe Effizienz und Stabilität gemeinsam - auch bei kurzen und intensiven Pulsraten und langen Lebensdauern.

Gepulste Blitzlampen werden immer häufiger eingesetzt, auch in Nicht-Laser-Anwendungen, z.B. in der Medizin oder Kosmetik als  IPL (Intense Pulse Lamps) , oder zur Sonnensimulation oder Halbleiterbearbeitung.

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Faserlaser und faseroptische Lasersysteme sind ein wachsender Markt für die Materialbearbeitung sowie für medizinische Laser. Viele dieser aktiven Fasern bestehen aus einem aktiven Kern und einem Pump-Mantel. Je nach Leistungsstufe und Anwendung besteht dieser Pump-Mantel aus undotiertem Quarzglas und einem fluorhaltigen Polymer oder einer Kombination aus undotiertem und hoch fluordotiertem Quarzglas, um das Pumplicht in Lasern mit hoher Leistung zu führen.

Die Pumpleistung kann durch eine unrunde Form des Pump-Mantels noch weiter erhöht werden. Wir bieten Rohre mit runder oder geformter Geometrie für diese Anwendungen und, falls erforderlich, einer hoch fluordotieren Schicht aus Quarzglas die auf die verschiedenen Anwendungen zugeschnitten ist.

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Seit ihren Anfängen vor 50 Jahren hat sich die UV-Härtung in den Prozessen der Industrie etabliert - in verschiedenen Anwendungen wie Druck, Beschichtung und Veredelung. Bei der UV-Härtung wird UV-Licht verwendet, um eine Vernetzung von Polymeren durch eine photochemische Reaktion zu erzeugen. Auch wenn vor allem in neuen Anlagen UV-LEDs zur Erzeugung von UV-Licht eingesetzt werden, gibt es immer noch eine Vielzahl von Anwendungen, die die hohe Leistung herkömmlicher UV-Lampen, z. B. Mitteldruck- oder Halogenmetalldampflampen, nutzen.

Das Heraeus-Quarzglasschmelzverfahren ist ideal darauf ausgelegt, aus hochreinen Quarzrohren mit hervorragender thermischer Stabilität leistungsstarke UV-Lampen herzustellen. Um das Potenzial und die Effizienz von UV weiter zu steigern, kann das Licht in Bereiche gelenkt werden, die normalerweise schwer zu erreichen sind. Durch maßgeschneiderte UV-Faserbündel (synthetisches Quarzglas) ist es möglich, UV-Aktivierungen optimal zu steuern.