Einsatz der Korrekturmethode zur Fokuslagenstabilisierung
摘要
Im fünften Kapitel wird die entwickelte prozessbegleitende, adaptive und softwarebasierte Korrekturmethode zur Fokuslagenstabilisierung am Beispiel des vorgegebenen und an der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) am Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik (iLAS) entstandenen 30-kW-Laser-Remote-Scannersystem „Dragon“ zur Überprüfung der Wirkung eingesetzt und simulativ erprobt. Es wird das 30-kW-Laser-Remote-Scannersystem „Dragon“ mit den Komponenten Lasersystem, mechanisches und optisches System sowie Sensorsystem beschrieben und das entwickelte und im Abschnitt 4.4 dargestellte Temperaturmodell für das verwendete Fused-Silica-Glassubstrat HPFS® 7980 Standard Grade des Herstellers Corning kalibriert (Abschnitt 5.1). Der Fokus-Shift des optischen Gesamtsystems wird einerseits durch die Betrachtung des thermischen Verhaltens des Linsensystems (Abschnitt 5.2) und andererseits durch die Betrachtung der Einflüsse der Umgebungsgrößen auf die Prozessfokuslage ermittelt (Abschnitt 5.3). Mit der verbesserten Einstellung der Soll-Prozessfokuslage des 30-kW-Laser-Remote-Scannersystems „Dragon“ gegenüber dem bislang genutzten linearen Fokusmodell durch die Anwendung des entwickelten und im Abschnitt 4.6 beschriebenen ABCD-Fokusmodells unter Einbeziehung des Raytracings und der im Interpolationstakt der Scannersteuerung durchgeführten zeitdiskreten, PID-regelkreisbasierten aktiven Korrektur des aus den Abschnitten 5.2 und 5.3 resultierenden Fokus-Shifts wird mit der Stabilisierung der Soll-Prozessfokuslage und der damit folgenden Einhaltung des vorgegebenen Laserstrahldurchmessers und der prozessrelevanten Intensitätsverteilung an der Wirkstelle die wirksame Eignung der entwickelten prozessbegleitenden, adaptiven und softwarebasierten Korrekturmethode zur Fokuslagenstabilisierung gezeigt (Abschnitt 5.4).