Strahlformung Christian Bischoff 29. April 2025
Ihre Anwendung im Blick
TOPAG denkt Strahlformung von der Lichtquelle bis zur Anwendung.

Unser Ansatz umfasst die gesamte Kette – von der Laserquelle über den Strahlweg bis zur optimalen Anpassung an Ihre Anwendung, unter Berücksichtigung der Fertigungsmöglichkeiten. Durch dieses ganzheitliche Denken lassen sich Effizienz, Präzision und Funktionalität gezielt vereinen – etwa in Mikrobearbeitung, Spektroskopie, Bildgebung oder Sensorik.

Material_processing

NIR - DUV

breiter Wellenlängenbereich

cw bis fs

für höchste Ansprüche

Standardoptiken

ab Lager 

kundenspezifisch

angepasst & kosteneffizient  

Vorteile der Lasertrahlformung

Verbessern Sie Mess- und Bearbeitungsergebnisse

Prozess angepasste Strahlprofile ermöglichen unter anderem einen  verbesserten Abtrag oder ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis.

Parallelisierung ermöglicht Ihnen eine Prozessbeschleunigung

Mit leicht integrierbaren diffraktiven Strahlteilern können Sie Ihre Prozesseffizienz steigern

Senken Sie die Kosten Ihres Mess- oder Herstellungsprozesses

Parallelisierung, verbesserter Abtrag und vieles mehr, ermöglicht es Ihnen die Gesamtkosten zu senken.

Er schließen Sie neue, innovative Anwendungen

Viele innovative und moderne Anwendungen in der Laserbearbeitungs- und messtechnik wären ohne Strahlformung nicht möglich gewesen.

Ihr Weg zur optimalen Strahlformung
Besonderheiten der Strahlformung
1
Verändertes Propagationsverhalten
2
Korrekte Auswahl abhängig vom Laserprofil
3
Handhabung abhängig von Art der Strahlformung
4
Art der Integration abhängig von Strahlformungskonzept

Beratungsgespräch für optimale Strahlformung

Mit TOPAG zur optimalen Strahlformung für Ihr Setup
Unser Plan
1
Erfassen Aufgabenstellung & Rahmenbedingung

Wir klären gemeinsam Ihre Anforderungen – von Prozessen bis zu technischen Limits. Dabei berücksichtigen wir Strahlquelle, Strahlweg und Fertigungsbedingungen.

2
Bewertung der infrage kommenden Möglichkeiten

Wir prüfen passende Konzepte entlang der gesamten Strahlführung. Kriterien sind Effizienz, Machbarkeit und Integration.

3
Klare Handlungsempfehlung

Sie erhalten eine konkrete Empfehlung für Ihr optimiertes Setup. Funktional, umsetzbar und anwendungsnah.

TOPAG_Beam Shaping_Plan
Anwendungen
Gleichmäßige Energie, gleichmäßiges Ergebnis

Strahlformung verbessert die Präzision und Wiederholbarkeit in der Laser-Materialbearbeitung. Ein homogenes Top-Hat-Profil verteilt die Energie gleichmäßig, verhindert Überhitzung und reduziert Schmelzränder. Das führt zu sauberen Schnitten, weniger Ausschuss und höherer Prozessqualität – ideal für anspruchsvolle Anwendungen.

Homogenes Licht
für präzise Einblicke

Die Beleuchtung der Probe ist entscheidend für die Qualität der Abbildung. Durch Top Hat Strahlformer lassen sich homogene Helligkeiten über das gesamte Bildfeld erzeugen und somit bestmögliche Bedingungen für gute Kontraste und hohe Dynamik.

Präzisionslicht für Modulatoren

Display-Systeme wie beispielsweise Spatial Light Modulatoren (SLMs) ermöglichen eine flexible Anpassung der Strahlprofile.  Ein vorgeschalteter Top-Hat-Strahlformer sorgt für eine homogene Verteilung der Laserleistung auf der gesamten aktiven Fläche des Displays, wodurch die maximale Laserleistung genutzt und die Abbildungsqualität verbessert werden kann.

Anwendungen

Leitfaden für optimale Strahlformung

Unsere Standardoptiken

Top-Hat Strahlformungsoptiken zur Homogenisierung
Präzision im Fokus - Homogene Energie, optimale Wirkung

Durch eine homogene Energieverteilung über die gesamte Strahlfläche bieten Top Hat Profile eine optimale Grundlage für vielfältige Laserprozesse und Messaufgaben. Durch diffraktive und refraktive Technologien können je nach Anforderungen unterschiedliche Strahlformen mit verschiedenen Größen realisiert werden – mit nur einem optischen Element.

Quadratisch

Top-Hat Größe: 10 – 100µm

Quadratisch

Top-Hat Größe: >100µm

Rechteckig

Top-Hat Größe: >100µm

Rund

Top-Hat Größe: 10 – 100µm

Rund

Top-Hat Größe: >100µm

Linie

Top-Hat Größe: 10 – 100µm

Linie

Top-Hat Größe: >100µm

Homogene Intensität, Homogene Phase.

Spezielle Anwendungen benötigen große Tiefenschärfe oder homogene Phasenfronten, zusammen mit einer konstanten Intensitätsverteilung über die gesamte Strahlfläche. Basierend auf unseren Fokus-Strahlformern ermöglichen wir nahezu beliebige Top-Hat Profile mit ebener Phase und langen Propagationswegen. Für eine effiziente Energieverteilung und höchste Präzision, vertrauen Sie auf TOPAG für zuverlässige Strahlformung ohne Kompromisse.

Form follows function

In den Jahren seit unserem ersten Fokus-Strahlfomer sind uns manigfaltige Zielvorgaben für unterschiedlichste Funktionen gestellt worden. Von einfachen „Gauss zu Donut“ Strahlfomern zu langen Linien, Dreieckprofilen oder Rhomben. Mit unseren diffraktiven und refraktiven Methoden können wir auch für Ihre spezielle Anwendung die bestangepasste Form erzeugen.

Strahlteileroptiken zur Parallelisierung
Effizienz in Serie

Diffraktive Strahlteiler teilen den Eingangsstrahl in zwei oder mehr Ausgangsstrahlen auf. Mit einem einzelnen optischen Element lassen sich somit Prozesse einfach Parallelisieren. Die einzelnen Ausgangsstrahlen weisen die gleichen Strahlparameter wie der Eingangsstrahl auf und gehen je nach Modell in einem Winkel 100 µrad bis 10° ab.

zwei Teilstrahlen

DBS1x2

  • Effizienz: >80%
  • Homogenität: >98%
  • Höhere Ordnungen: <5%

drei Teilstrahlen

DBS1x3

  • Effizienz: >84%
  • Homogenität: >95%
  • Höhere Ordnungen: <3,5%

fünf Teilstrahlen

DBS1x5

  • Effizienz: >71%
  • Homogenität: >95%
  • Höhere Ordnungen: <2%

sechs Teilstrahlen

DBS1x6

  • Effizienz: >80%
  • Homogenität: >98%
  • Höhere Ordnungen: <1%

sieben Teilstrahlen

DBS1x7

  • Effizienz: >74%
  • Homogenität: >95%
  • Höhere Ordnungen: <1,1%

acht Teilstrahlen

DBS1x8

  • Effizienz: >70%
  • Homogenität: >97,5%
  • Höhere Ordnungen: <1%

neun Teilstrahlen

DBS1x9

  • Effizienz: >73%
  • Homogenität: >95%
  • Höhere Ordnungen: <1%
Mehr Spots. Mehr Tempo.

Mit einer zweidimensionaler Strahlteilung wird aus einem Eingangsstrahl schnell und einfach ein ganzes Raster an Ausgangsstrahlen mit gleicher Energie erzeugt. Mit einem einzelnen optischen Element lassen sich somit Prozesse hochgradig Parallelisieren und die Laserleistung effizient verteilen.
Jeder Einzelstrahl hat dabei den gleichen Durchmesser, die gleiche Divergenz und die gleiche Strahlqualität wie der Eingangsstrahl.

2×2 Teilstrahlen

DBS1x2

  • Effizienz: >66%
  • Homogenität: >98%
  • Höhere Ordnungen: <2,5%

3×3 Teilstrahlen

DBS1x3

  • Effizienz: >73%
  • Homogenität: >95%
  • Höhere Ordnungen: <1,5%

3×5 Teilstrahlen

DBS1x5

  • Effizienz: >75%
  • Homogenität: >95%
  • Höhere Ordnungen: <1%

4×4 Teilstrahlen

DBS1x2

  • Effizienz: >74%
  • Homogenität: >97%
  • Höhere Ordnungen: <0,5%

5×5 Teilstrahlen

DBS1x3

  • Effizienz: >74%
  • Homogenität: >95%
  • Höhere Ordnungen: <0,5%

8×8 Teilstrahlen

DBS1x5

  • Effizienz: >75%
  • Homogenität: >90%
  • Höhere Ordnungen: <0,1%
Jetzt geht’s rund

Spot-Arrays mit punktsymmetrischer Verteilung erhöhen die Effizienz vieler Bearbeitungsmaschinen durch Parallele Prozessierung. Gleichzeitig ermöglicht das Raste gleichbleibende Bearbeitungsparameter unabhängig von Scannrichtung und Ausrichtung des Werkstücks.

Punk-Kreuz

DBS-5/4

  • Effizienz: >72%
  • Homogenität: >95%
  • Höhere Ordnungen: <2%

Sechseck

DBS-7/6

  • Effizienz: >75%
  • Homogenität: >95%
  • Höhere Ordnungen: <1%

Punkt-Quadrat

DBS-8/4

  • Effizienz: >70%
  • Homogenität: >97%
  • Höhere Ordnungen: <1%
Matrix der Möglichkeiten

Mit unseren kundenspezifischen Strahlteilern gestalten Sie individuelle Spot-Anordnungen ganz nach Ihren Anforderungen:
Gleichmäßige Raster, individuelle Leistungsverteilungen zwischen den Punkten und Kombination mit Top-Hat oder Donut-Strahlformern. Die Kontrolle liegt bei Ihnen

Beam Sampler
Die Leistung im Blick

Ähnlich den 1D-Strahlteilern spaltet der Beam Sampler den Eingangsstrahl in mehrere Ausgangsstrahlen auf. Da die abgezweigten Strahlen nur wenige Promille der Leistung enthalten kann der Laserprozess ohne nennenswerte Verluste fortgeführt werden und gleichzeitig eine On-Line Kontrolle der Leistung erfolgen

Kundenspezifisches Design
Ihre Lösung, die mehr kann – und Folgekosten senkt

Ein passgenaues Strahlformungssystem eröffnet Möglichkeiten, die mit klassischen Optiken oft verwehrt bleiben. Nicht nur bessere Prozessergebnisse, höhere Effizienz und geringere Bearbeitungszeiten sind ein wertvoller Benefit in jeder Anwendung. Von Beginn an eingeplant spart ein kundenspezifisches System auch Folgekosten bei Optiken, Strahlaufweiter und dem nicht zu unterschätzendem Justageaufwand.