Einfluß der optischen Rückwirkung auf die Lage der Polarisationsebene beim Laserschweißen und -schneiden

Im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugen weisen Laser in der Werkstoffbearbeitung eine wichtige Besonderheit auf: Die Strahleigenschaften wie Leistung, longitudinale Modenstruktur (Frequenz), transversale Modenstruktur und Polarisationszustand sind während der Bearbeitung stochastischen Änderungen unterworfen. Dies wird in Bild 1 erläutert. Das System aus Laserstrahlquelle, Bearbeitungsoptik und Target läßt sich zurückführen auf ein System zweier gekoppelter optischer Resonatoren. Durch die vom Target in den Laserresonator zurückreflektierte Laserleistung ergibt sich eine Verkopplung der in Bild 2 dargestellten Prozesse im Laser und in der Bearbeitungszone. Die Strahleigenschaften sind nicht mehr allein durch den Laserresonator definiert, sondern starken Änderungen aufgrund der dynamischen Vorgänge in der Bearbeitungszone unterworfen. Die ersten Arbeiten zur optischen Rückwirkung, die prinzipiell bei allen Lasersystemen auftritt, finden sich für Nd-YAG und He-Ne-Laser in /1–4/. Stochastische Änderungen der Laserleistung bei Hochleistungs-CO₂-Lasern während der Werkstoffbearbeitung werden in /5–7/ beschrieben.