smartLIDT – Entwicklung eines KI-gestützten Messstands zur vollautomatisierten Bestimmung der Laserzerstörschwelle von Hochleistungslaseroptiken

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Im Bereich der Optikherstellung hat die Bestimmung der Laserinduzierten Zerstörschwelle (LIDT) eine zunehmend wichtige Rolle als nachzuweisende Spezifikation. Diese beschreibt die maximale Laserleistung, der eine Optik ausgesetzt werden kann, bevor sie strukturell verändert oder katastrophal zerstört wird und somit ihre zugedachte Aufgabe nicht mehr erfüllen kann. Diese Güteeigenschaft nimmt daher beim Einsatz von Optiken in Anwendungen mit Hochleistungslasern eine zentrale Position ein. Zur Herstellung und Weiterentwicklung von entsprechenden Optiken wird folglich eine sehr gute Kenntnis der LIDT der hergestellten optischen Komponenten und Beschichtungen benötigt.

Allerdings ist der personelle Aufwand für die Durchführung dieser Messungen, die nach dem Stand der Technik einen sehr großen manuellen Arbeitsanteil mit anspruchsvollen Qualifikationsanforderungen enthält, viel zu hoch, um wirtschaftlich zu sein. Um hier eine konkurrenzfähige Lösung zu schaffen, muss daher eine innovative teil- bis vollautomatisierte, industrietaugliche Lösung entwickelt werden, die auch von nicht fachkundigem Personal eingesetzt werden kann.

Ziel des Kooperationsprojekts ist daher die Entwicklung eines solchen Messsystems zur produktionsbegleitenden Bestimmung der Nanosekunden-Laserzerstörschwelle von optischen Standardkomponenten. Es soll dabei die definierte Laserbestrahlung der Optiken sowie die anschließende Mikroskopie und Klassifizierung der Probenoberfläche automatisiert werden. Hierbei liegt die primäre Innovation in einer KI-gestützten Bilddatenauswertung und -klassifizierung des Probenzustands von Standardoptiken mit Durchmessern im Bereich bis 50 mm vor und nach der Laserbestrahlung und der Rückkopplung der gewonnenen Probeninformationen auf den Messvorgang.

Das Projekt wird in Kooperation zwischen dem Laser Zentrum Hannover e. V. und der LASEROPTIK GmbH (https://www.laseroptik.com) durchgeführt.

Gefördert wird das Projekt von der Investitions- und Förderbank Niedersachsen – NBank durch Mittel des Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).