Tayloring of the spatiotemporal structure of laser radiation for material processing via mirrors based on stimulated Brillouin scattering

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Die gezielte Formung der Lasermoden sowie der zeitlichen Pulsform im Hinblick auf bestimmte Anwendungen in der Werkstoffbearbeitung ist bisher nur in Ausnahmefällen untersucht. Laser mit phasenkonjugierenden Spiegeln bieten die Möglichkeit neue Parameterbereiche in der Strahlformung zu erschließen. Dies betrifft einerseits die Kombination exzellenter Strahlqualität mit hoher mittlerer Ausgangsleistung und andererseits kann bei dieser höchsten Strahldichte eine gezielte und variantenreiche Strukturierung der zeitlichen und spektralen Struktur der gepulsten Laserstrahlung erfolgen wenn der phasenkonjugierende Laser Spiegel auf Basis der stimulierten Brillouinstreuung (SBS) realisiert wird. So bietet die SBS-Güteschaltung die Möglichkeiten Q-switch Pulse variabler Dauer, variabler Modulationstiefe und variabler spektraler Eigenschaften zu erzeugen. Andererseits lassen sich diese Pulse zu einem Burst aufreiben und in diesem Burst wiederum z.B. der zeitliche Abstand der Pulse gezielt variieren. Von Anwendern in der Industrie gibt es erste phänomenologische Hinweise, dass insbesondere, die für SBS-Laser typische Burststruktur eine deutliche Verbesserung in der Qualität und Bearbeitungsgeschwindigkeit beim Bohren erbringt. In diesem Forschungsprojekt sollen daher die inhärenten Eigenschaften der SBS-Güteschaltung erstmals in einem gezieltem Designprozess ausgebeutet und durch die damit mögliche Kontrolle in der Werkstoffbearbeitung die Prozessgrenzen deutlich erweitert werden.