Ultrakurze Laserpulse für Schnelligkeit und Präzision

Wenn Bildschirme immer flacher werden, spielen Mikrolinsen eine wichtige Rolle: Sie sorgen für eine gleichmäßige Ausleuchtung des Bildschirms. Mikrolinsen-Arrays und andere Lichtleitstrukturen aus transparenten Polymeren werden im Spritzgussverfahren hergestellt. Haltbarkeit und Präzision der Werkzeuge sind dabei wesentliche Faktoren. Versuche am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) in Aachen haben jetzt gezeigt, dass ultrakurze Laserpulse ein hochpräzises und schnelles Bearbeiten der Spritzgusswerkzeuge ermöglichen. Mit neuen industrietauglichen Ultrakurzpulslasern wurden Bearbeitungszeiten von einigen Stunden benötigt, während der Zeitaufwand mit konventionellen Methoden den Angaben zufolge mindestens eine Woche betragen würde. Darüber hinaus ermöglichten die Ultrakurzpulslaser eine hohe Präzision beim Bearbeiten der Stahlwerkzeuge. Die Pikosekunden-Laserpulse sind etwa tausendfach kürzer als bei einem konventionellen gütegeschalteten Festkörperlaser. Es tritt kein Schmelzauswurf auf, der Ultrakurzpulslaser verdampft das Material rückstandsfrei. Ein nachfolgendes Laserstrahlpolieren ermöglicht eine glatte und gleichmäßige Oberfläche auf den Werkzeugen bis in den Submikrometerbereich. Für die Versuche wurden kommerzielle Systeme mit einem Fokusdurchmesser von 20 µm, einigen 10 µJ Pulsenergie und einer Repetitionsrate von 100 kHz verwendet. Damit wurden Werkzeuge mit einem Durchmesser von 50 µm und größer hergestellt.