1. Ich benutze gegenwärtig lampengepumpte YAG-Laser für meine Applikation. Welche Vorteile würden sich, bei einem Wechsel zum Faserlaser bieten?

• Der Wirkungsgrad von Faserlasern liegt im Bereich von 28% und ist somit deutlich größer als der von lampengepumpten YAG Lasern (ca. 2%)
• Kostenersparnis, da kein Lampenwechsel mehr anfällt: Langlebige Single Emitter Dioden, wie sie aus der Telekommunikation bekannt sind, pumpen den Faserlaser mit Lebensdauern größer 100.000 Stunden.
• Unveränderte Spotgrössen und Spotprofile in gesamten Leistungsband.
• Wartungsfreier bzw. –armer Betrieb.
• Geringe Ersatzteilbevorratung.
• Luftgekühlt oder geringe Kühlungsvoraussetzungen.
• Deutliche Reduktion des Platzbedarfes.
• Große Arbeitsabstände.
• Keine notwendigen Justagearbeiten.
• Keine Startphase oder Standby während des Beriebes.

2. Woher bekomme ich Strahlführungskomponenten für den Faser Laser?
Alle führenden Hersteller von Strahlführungskomponenten bieten mittlerweile Plug & Play Lösungen und kompatible Komponenten für Faserlaser. IPG stellt Ihnen gerne eine Liste mit Herstellern zur Verfügung.

3. Kann ich meine bereits verfügbaren YAG Strahlführungskomponenten weiter benutzen?
Generell JA, Sie müssen nur einen Adapter für das IPG System zur Verfügung stellen. In einigen Fällen sollten Sie die Fokuslänge vergrößern, damit Sie die Vorzüge der Prozeßvorteile, die Faser Laser liefern, voll ausnutzen können.

4. Können diese Laser in meine derzeitige Bearbeitungszelle integriert werden?
JA. Faserlaser bieten eine große Auswahl von verschiedenen, industriellen Schnittstellen und können somit sehr einfach, mit bestehende Maschinensteuerungen und industriellen Standards kommunizieren.

5. Gibt es Systemintegratoren, die meine Firma mit einem schlüsselfertigen System ausrüsten können?
JA. Es gibt eine Vielzahl von Integratoren, die seit Jahren sehr erfolgreich Faser Laser in End-Kunden Systemen anbieten. IPG stellt Ihnen gerne eine Liste mit Integratoren zur Verfügung.

6. Gibt es eine Garantie bei Faserlaser?
IPG bietet sehr lange Garantiezeiten für industrielle Laser: Die Standard Garantie für IPG Faser Laser beträgt volle zwei Jahre nach Auslieferung an den Kunden. IPG bietet außerdem gesonderte und ausgedehnte Garantiezeiten von bis zu 8 Jahren. Für Details hierzu, kontaktieren Sie bitte unsere Vertriebsmitarbeiter.

7. Wohin kann ich mich wenden, um mehr über die Voraussetzungen zu bestimmten Applikationen zu erhalten?
IPG bietet die Möglichkeit, sehr umfangreiche Entwicklungen im Materialprozeß durchzuführen. Standorte für Applikationen gibt es in den USA in Oxford, Massachusetts und Detroit, Michigan; ferner in Burbach, Deutschland; und Yokohama in Japan. Eine Expansion dieser Aktivitäten ist für Russland, China und unserem Headquarter in Oxford geplant Darüber hinaus gibt es verschiedenste Institute und Universitäten in Nord Amerika, Europa und Asien, die weiterführende Forschung in Applikationsentwicklung mit Faser Lasern betreiben.

8. Ihr Wettbewerber behauptet, dass Rückreflektionen bei Faserlaser ein großes Problem darstellt? Trifft dies zu?
Diese Behauptung kommt von Leuten, die nicht mit der Faserlaser Technologie vertraut sind. Unsere Multi-kW Multimode Faserlaser sind nicht anfällig gegenüber Rückreflexionen, wenn die richtige Prozeßfaser eingesetzt wird. Auch bei den Single Mode Lasern haben wir dieses Problem nicht, es sei denn, es handelt sich um hoch reflektive Materialien. Falls die Rückreflektion zu hoch sein sollte, wird dies durch eine Sensorik detektiert und der Laser automatisch abgeschaltet. In Verbindung mit einem optischen Isolator kann aber die meiste Rückreflektion abgeschwächt und unterdrückt werden. IPG hat eine Vielzahl von Lasern zum Schneiden und Schweißen auch hochreflektiver Materialien wie Kupfer und Aluminium in Produktion, diese arbeiten ohne Probleme.

9. Warum bieten andere Hersteller nur geringe Lebensdauern bei Ihren Dioden Barren an?
Dioden Barren (Zusammenfassung von monolithischen Laserdioden) sind eine Anordnung von Emittern, die parallel in einem Kristall eingekoppelt werden. Aufgrund der hohen Wärmeintensität im Bereich der Zusammenführung und starken, thermischen Nebensignaleffekten müssen die Diodenarrays auf Heat Sinks aus Kupfer mit Weichlot (Indium), die dazu noch wassergekühlt sind, aufgebaut werden. Hohe Geschwindigkeiten und hohe Druckbelastung bei den Wasserdurchflüssen, die sehr dünnen und mit Gold beschichteten Mikrokanäle (Mikrokanal Kühler) machen diese Kühlung sehr aggressiv. Außerdem muß das Wasser im System extrem sauber und PH-neutral gehalten werden, damit diese feinen Kanäle nicht verstopfenoder Korrosionen diese Kühler in kürzester Zeit zerstören. Um die Wasserqualität innerhalb dieser Spezifikationen zu halten, sind große Anstrengungen erforderlich, speziell in industrieller Umgebung. Heat Sinks aus Kupfer und Dioden Barren Halbleiter sind außerdem sehr unterschiedliche Materialien, mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Unter realen Arbeitsbedingungen und hochfrequenten Ein-/ Ausschaltzyklen, verändert sich die Performance der Dioden Barren schneller zur Zerstörung, als unter kontinuierlichem Betrieb, wie dies meist durch die Hersteller propagiert und charakterisiert wird.

Ein anderer Grund für die häufigsten Ausfälle von Dioden Barren ist der Halbleiter Barren an sich! Die Lebensdauer des Barren wird durch den schlechtesten Emitter definiert. Um die Performance der Heat Sinks für Barren weiter zu verbessern, werden Mikro Kanal Kühler angefügt, wiederum mit hoch wärmeleitfähigem Indium Weichlot. Bei hohem Strom unter normalen Betriebsbedingungen kann Indium durch Metallisation in das Halbleitermaterial diffundieren und so eine abrupte Zerstörung verursachen. Viele Hersteller von Dioden Barren geben nur eine Garantie auf eine bestimmte Anzahl von Arbeitsstunden.

Single Emitter von IPG werden auf Heat Sinks montiert, die denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, wie die Chip. IPG benutzt außerdem Telekom qualifiziertes Hartlot, dieses siedelt nicht in das Halbleitermaterial über. Ausgehend von der Größe der Faserlaser, sind die Dioden  von IPG entweder luftgekühlt über Hochleistungslüfter oder wassergekühlt durch Edelstahlleitungen unterhalb des Heat Sink. Es findet kein direkter Kontakt mit Wasser statt. Das Diodenlicht wird über eine Faser geführt und direkt an das aktive Medium angespleißt. Die Lebensdauer der Dioden steht in Abhängigkeit zum Strom mit dem die Dioden betrieben werden. Alle industriellen Faser Laser Dioden von IPG arbeiten mit dem selben Leistungslevel und erreichen das Ende ihrer Lebensdauer erst mit Betriebszeiten >100.000 Stunden. Die Dioden von IPG Photonics decken die komplette Garantiezeit der Faser Laser und Verstärker ab.

10. Wie können Sie sicher sein, dass Ihre Dioden eine derart hohe Lebensdauer haben?
Bevor die Dioden für einen Laser oder Verstärker zertifiziert werden, durchlaufen sie bei IPG Photonics einem 100% Test. Die Dauer der Prüfung ist im Allgemeinen größer als 1.500 Stunden und wird für die Dioden unter Stressbedingungen, erhöhtem Strom und erhöhter Temperatur, durchgeführt. Wenn die Dioden diese Prüfung ohne einen Leistungsverlust bestehen, können diese dann für die Endgeräte freigegeben werden. Egal ob die Diode für einen 10kW Faser Laser für die Materialbearbeitung oder als Breitband Faser Verstärker für Telekom benutzt wird, die Testprozedur ist immer gleich. Mittlerweile ist IPG der weltweit größte Hersteller von Single Emitter Multi-Mode Dioden mit dem umfangreichsten Testverfahren zur Qualitätssicherung. Dies wird untermauert durch über 650 multi-Kilowatt Leistung in Faser Lasern, die seit mehr als 5 Jahren in verschiedensten Produktionslinien und Applikationen arbeiten.

11. Warum ist IPG vollständig vertikal Integriert und bietet Vorteile hierbei?
Zuerst gibt es eine Vielzahl von Komponenten die bei IPG benötigt werden, jedoch nicht am Markt erhältlich sind oder nicht die strengen, geforderten Qualitäten bieten, die für hochleistungs Faser Laser notwendig sind.

Dies erlaubt IPG, die Komponenten für ein derart einzigartiges Produkt zu optimieren und besser auf die Bedürfnisse unserer Kunden zu reagieren und diese neuen Produkte schnell an den Markt zu bringen.

Drittens hat dies den Vorteil, die Kosten niedrig zu halten und dies als Vorteil für unsere Kunden weiter zu geben.

12. Wie fokussiert man einen Faser Laser?
Dies ist sehr einfach. Mit einem Faser Laser projiziert man die Abbildung aus der Faser auf das Werkstück. Die Spotgröße ist gleich dem Durchmesser der Faser x dem Verhältnis aus Kollimationsbrennweite und Fokussierbrennweite. Wenn der Faserdurchmesser zum Beispiel 50µm ist, die Brennweite der Kollimierung 60mm und die der Fokussierung 300mm, beträgt die Spotgröße am Werkstück: SS = 50x 300/60= 250 Mikrometer. Der Faserdurchmesser, die Kollimation und Fokussierbrennweite kann prinzipiell immer geändert werden um den gewünschten Spot zu erhalten. Die Spotgröße variiert außerdem nicht als Funktion der Laserleistung, die sehr dynamisch über das volle Leistungsband von 5% bis 105% eingestellt werden kann. Mit einem Single Mode Laser erhalten Sie eine gaussförmige Strahlverteilung, mit einem Laser niedrigerer Ordnung im Mode, ein Top Hat Profil.

13. Kann derselbe Faser Laser schneiden und schweißen?
Ein und derselbe Laser kann schneiden, schweißen, bohren und auch auftragsschweißen. Viele Kunden haben einen Faser Laser mit einer 2-Wege, 4-Wege oder sogar 6-Wege Strahlweiche. Zum Beispiel kann ein Kanal mit einer 100µm Faser zum Schneiden-, ein anderer Kanal mit einer 200µm Faser zum Schweißen und ein weiterer mit 400µm oder höher zum Auftragsschweissen ausgerüstet sein. Die Laserleistung kann natürlich innerhalb von Millisekunden angepasst und die Laserstrahlung von einem Kanal zum nächsten gewechselt werden. Lichtwellenleiter können die optische Energie zu verschiedensten Arbeitsplätze bis hin zu 200m Entfernung, leiten.

14. Warum hat IPG erst kürzlich einen CO2-Laser eingeführt?
Vor kurzem verkündete IPG die Einführung der ersten Generation von CO2-Gaslasern im Leistungsbereich zwischen 1kW – 3kW, die bei einer Wellenlänge von 10.6µm arbeiten. Die neuen und patentierten CO2-Laser von IPG sind effizienter und kompakter als alle konventionellen, derzeit am Markt erhältlichen CO2-Laser und ideal für die Bearbeitung von nichtmetallischen Werkstoffen.
Obwohl Faserlaser viele konventionelle Laser ersetzen, eingeschlossen CO2-Laser z.B. in den Bereichen Schweißen von Stählen, Auftragsschweißen, Sintern und Löten, können viele nichtmetallischen Werkstoffe wie Polymere oder andere organische Materialien, besser oder ausschließlich bei einer Wellenlänge von 10.6µm bearbeitet werden. Überdies bekunden viele Kunden Ihr Interesse, Ihren vorhandenen CO2-Laser gegen ein modernes Produkt von IPG auszutauschen. Mit den neuen, patentierten Innovationen, will IPG solche Kundenwünsche bedienen.

15. Warum sind Faserlaser effizienter als alte Festkörper- oder Gaslaser?
Die Antwort ist einfach – Das Design von Faser Lasern generiert auf Grund des höheren Wirkungsgrades weniger Hitze und kann diese dann noch effizienter abführen. Der Quantum Defekt (dies ist die Differenz zwischen Pump- und Optischer Energie) ist für einen Ytterbium Laser, der über einen Faser Diodenlaser gepumpt wird (bei 980 nm) kleiner, als ein Nd: YAG Laser, der mit Dioden bei 808 nm gepumpt wird. Die optische zu optische Konversion ist mit typischer Weise 70-80% bei Faserlasern ebenfalls effektiver, als bei vergleichbaren lampengepumpten YAG Lasern 4% und in etwa 40% bei Dioden gepumpten YAG- und Disc-Lasern. Weil das Licht immer in einer Faser geführt wird, gibt es beim Faserlaser keine zusätzlichen Verluste innerhalb der Laserkavität.

16. Wie viel kann ich sparen, wenn ich zu Faserlasern wechsele?
Mit Faserlasern in der Produktion können signifikant Kosten gespart werden. Den Betrag, den Sie sparen können, hängt von vielen Faktoren ab, wie z.B. Ihr derzeitiger Prozeß, Material, Produktionsumgebung, Elektrische- und Laborkosten. Im Folgenden einige Beispiele hierzu:

a. Höherer Wirkungsgrad: Im Vergleich zu konventionellen Lasertechnologien liefert der Faserlaser einen unerreicht, hohen Wirkungsgrad:

b. Kühlung: Die Effizienz des Faserlasers bedeutet auch weniger Aufwand für einen Kühler und somit auch weniger elektrischer Leistung für diesen. Faserlaser im mittleren und kleinen Leistungsbereich können auch mit einer Luftkühlung betrieben werden. Faserlaser mit hoher Leistung benötigen eine Wasserkühlung, was generell einfacher ist und weniger Kosten generiert, als bei vergleichbaren, anderen Lasertechnologien. Eine Kühlung hat auch immer etwas mit der Produktionsumgebung zu tun.

c. Verbrauchsmaterialien: Gerade wegen des Designs und der höheren Effizienz von Faserlasern (besseres thermisches Management) und der Verwendung von Telekom qualifizierten Single Emitter Pumpdioden für solche Faserlaser, kann man Verbrausmaterialien sparen (wie zum Beispiel Lampen und Dioden Barren). Viele Lampen und Dioden Barren, die in YAG Lasern verwendet werden, haben eine Lebensdauer zwischen 2.000 Stunden und 20.000 Stunden. Dies ist ein Bruchteil der Lebensdauer von IPG’s Single Emittern, die bei größer 100.000 Stunden liegt. Dies bedeutet, dass innerhalb der Lebensdauer eines Faserlasers keine Dioden ersetzt werden müssen. Im komplett monolithischen Faser zu Faser Design von IPG, ist Ihr Prozeß von Beginn an sicher, es gibt keine Optiken, die justiert- oder gewartet werden müssen, wie z.B. Resonatorspiegel, Kristalle, Flüssigkeiten und Filter in konventionellen Lasern.

d. Wartung: Ausgehend von Laserleistung und anderen Faktoren, benötigen Faserlaser keine- oder nur sehr geringe Wartung, im Vergleich zu konventionellen Lasern. Hier sind keine Optiken zu justieren, es gibt keine “Aufwärmzeiten” und keine Verbraus- oder Ersatzteile. Als Folge hieraus, können Sie im Bereich der Wartung einiges einsparen.

e. Investitionskosten: Mit einem Faserlaser können Sie schneiden, schweißen und bohren. Dies reduziert Ihren Invest, im Vergleich beim Kauf und der Wartung verschiedener Lasersysteme, für jede dieser Funktionen.

17. Wie groß ist IPG?

• Ende 2007 war IPG der viertgrößte Laserhersteller weltweit (gemessen an den Verkaufszahlen)
• Als Folge des Wachstums und der Akzeptanz von IPG's Faserlasern am Mark und der Vielzahl industrieller Applikationen, wuchs die Firma im Jahr 2007 um 32% mit $189 Millionen Umsatz, von $143 Millionen in 2006.
• IPG hat über 37.000 m2 an Produktionsfläche in den USA, Deutschland, Italien and Russland.
• IPG unterhält Vertriebs- und Servicestützpunkte in den USA, Deutschland, Großbritannien, Italien, Russland, Japan, China, Korea und Indien. Kontaktieren Sie uns
• IPG hat über 1.300 Beschäftigte.
• IPG wird am NASDAQ unter “IPGP” gelistet.