Strahlführung in CO2-Hochleistungslasersystemen zur Materialbearbeitung

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Die Arbeit beginnt mit einer Einführung, die Zielsetzung und Motivation darlegt sowie die Struktur der Untersuchung skizziert. Es werden theoretische Grundlagen und Methoden zur Strahlpropagation behandelt, gefolgt von mechanischen und thermoelastischen Berechnungen. Ein zentrales Thema ist der Astigmatismus von Spiegelteleskopen, einschließlich der Problematik, des Aufbaus und bisheriger Kompensationsansätze. Ein neuer Ansatz zur Astigmatismuskompensation wird vorgestellt, ergänzt durch praktische Beispiele. Des Weiteren wird die Strahlpropagation durch verschmutzte Atmosphäre thematisiert, einschließlich der Versuchsdurchführung, Ergebnisse und deren Konsequenzen für den Lasereinsatz in solchen Bedingungen. Die Skalierung der Messergebnisse auf größere Entfernungen wird ebenfalls behandelt. Die thermische Deformation von Kupferspiegeln wird analysiert, wobei eine Finite-Elemente-Analyse durchgeführt wird, die die optischen Auswirkungen deformierter Oberflächen charakterisiert. Ergebnisse der FE-Untersuchungen und interferometrischen Messungen sowie die Strömungs- und Kühlverhältnisse im Spiegel werden erörtert. Zusätzlich werden die Möglichkeiten der Strahldiagnose von CO2-Lasern und ein neues kompaktes Strahldiagnosemodul vorgestellt, gefolgt von experimentellen Ergebnissen. Ein weiterer Abschnitt widmet sich hochdynamischen, leichten adaptiven Spiegeln, deren Funktionsprinzipien und Konstruktionsrichtlinien erläutert