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Produkte/3D Beam Shaping/3D Gaussian
3D Beam Shaping · EDOF

3D Gaussian Focal Shaper

Eine rein reflektive Optik, die den Fokus eines gewöhnlichen Gauß-Strahls umformt: aus einer scharfen, spitz zulaufenden Spitze wird eine langgestreckte Säule nahezu konstanter Intensität, mit bis zu 5× der Schärfentiefe. Der Prozess hängt nicht länger von einem messerscharfen Fokus ab. Höhentoleranzen, Bauteilverzug und thermische Linsen werfen das Ergebnis nicht mehr aus der Bahn: Die Bearbeitung läuft schneller, der Ausschuss sinkt, und die Qualität bleibt auch in anspruchsvollen Hochleistungsumgebungen konstant.

Bis zu 5× Gauß-Schärfentiefe Schweißen · Schneiden · Mikrobearbeitung Alle Laser · bis 50 kW+
Ein 3D Gaussian Focal Shaper verlängert die Fokuszone eines Gauß-Strahls: Der Bereich hoher Intensität wird entlang der Achse über eine markierte Schärfentiefe gestreckt.
Das Ergebnis

Ein Fokus, der reale Bauteile und reale Leistung übersteht

In der industriellen Laserbearbeitung entscheidet die Fokuslage über das Ergebnis, und ein gewöhnlicher Gauß-Strahl lässt dafür fast keinen Spielraum: Höhentoleranzen, verzogene oder verkippte Bauteile und die thermische Linse bei Leistung schieben das Werkstück aus dem engen Fokusbereich heraus, und die Qualität driftet. Der Focal Shaper streckt den Fokus und homogenisiert seine Breite, sodass über eine deutlich längere Strecke der Strahlachse ein brauchbarer Spot steht. Aus einem fragilen Prozess wird ein toleranter: Er läuft über die Höhenschwankung eines realen Bauteils hinweg weiter, und er hält auch in Multi-kW-Aufbauten, in denen transmissive Optiken driften würden.

Warum Focal Shaping

Gebaut für robuste industrielle Bearbeitung

Verlängerte Schärfentiefe

Bis zu 5× die Schärfentiefe eines gewöhnlichen Gauß-Strahls: Der Fokus wird entlang der Propagationsachse gestreckt. Das Prozessfenster wird dadurch drastisch breiter und verzeiht Defokus weit besser.

Homogenisierte Fokusbreite

Eine verlässliche, gleichmäßige Energieverteilung über den gestreckten Fokus. Der Spot bleibt über die Tiefe nutzbar, statt in einer einzigen scharfen Taille zusammenzulaufen.

Unempfindlich gegen thermische Linsen

Vollreflektive, mikrostrukturierte Spiegeloptik bleibt bei Leistung stabil und ist damit ideal für Multi-kW-Aufbauten, in denen transmissive Optiken unter thermischer Last driften.

Fokusverlängerung und Strahlbreite legen wir standardmäßig auf Ihren Laser und Ihren Prozess aus.

Geformt gegen ungeformt

Derselbe Strahl, über einen längeren Fokus nutzbar gehalten

Hier steht die Simulation eines gewöhnlichen Gauß-Fokus neben dem geformten Fokus. Der Strahldurchmesser bleibt über eine weit längere Strecke der z-Achse nahe seinem Minimum. Und die Intensität auf der Achse flacht zu einem Plateau ab, statt in einer einzigen scharfen Spitze zu gipfeln: ein längerer, gleichmäßigerer Arbeitsbereich.

Simulierter Vergleich eines ungeformten und eines geformten Gauß-Fokus: Intensitätskarten in der x–z-Ebene, überlagerte 1/e²-Konturen und Verläufe von Strahldurchmesser, Achsintensität und Fokusebenen-Profil über z — der geformte Strahl hält Durchmesser und Intensität über einen längeren Tiefenbereich nahezu konstant auf einem Plateau

Simuliert für λ = 1070 nm, M² = 1,4, f = 255 mm, Strahl-Ø = 12 mm (1/e²). Die Werte sind konfigurationsabhängig und werden pro Setup bestätigt.

Eine reale Konfiguration

2× Fokusverlängerung, in Zahlen

Wie weit der Fokus gestreckt wird, ist eine Auslegungsentscheidung und richtet sich nach Ihrem Prozess. In einer Konfiguration verdoppelt ein 2×-Focal-Shaper die nutzbare Schärfentiefe bei unverändertem optischen Aufbau.

Mit Focal Shaper
DOF = 3,2 mm
Ungeformter Strahl
DOF = 1,6 mm

Beispielkonfiguration; Verlängerungen bis 5× sind verfügbar. Aufgetragen für λ = 1070 nm, M² = 1,4, f = 255 mm, Strahl-Ø = 12 mm (1/e²). Pro Konfiguration bestätigt.

Usable depth of focus
3.2 mm
Focal Shaper (2×)
1.6 mm
Unshaped beam
Schematic; not to scale. The shaped beam holds a usable focus over twice the depth.
Fit-Check

Passt es in Ihren Aufbau?

Jeder Focal Shaper wird auf Ihren Laser und Ihren Prozess ausgelegt. Gegen diese Parameter designen wir. Schicken Sie sie uns, und wir bestätigen den Fit für Ihre genaue Konfiguration.

Laser
alle Wellenlängen, tiefes UV bis nahes IR
Strahlmode
Single-Mode oder Multimode
Eingangsstrahl-Ø
kundenspezifisch, bis 16 mm (AOI 45°)
Leistung / Regime
Femto bis CW · kleine Leistungen bis 50 kW+
Fokusverlängerung
bis 5× — auf Ihren Prozess ausgelegt
Fokusbreite
homogenisiert, auf Ihren Prozess ausgelegt

Empfohlener Aufbau: Einbau in einen kollimierten Strahl mit Fokussierlinse. Für Aufbauten ohne Linse sprechen Sie uns an, wir analysieren das.

Technische Belege

Spezifikationen

Parameter Eigenschaft
Fokusleistung
Verlängerung der Schärfentiefe Bis 5× der Gauß-Schärfentiefe
Fokusbreite Homogenisiert, verlässliche und gleichmäßige Energieverteilung
Anforderungen an den Eingangsstrahl
Eingangsstrahl Arbeitet mit Single-Mode oder Multimode
Eingangsstrahldurchmesser Ausgelegt auf Strahldurchmesser ±5 %; max. Durchmesser 16 mm (AOI = 45°)
Wellenlängen 1064/1030 nm; 532/515 nm; 450 nm; 355/343 nm; 266 nm; weitere auf Anfrage
Freie Apertur 2× Strahldurchmesser (1/e²)
Integration
Ausrichtung Laterale Ausrichtung erforderlich
Aufbau Empfohlen: Einbau in einen kollimierten Strahl mit Fokussierlinse. Für Aufbauten ohne Linse sprechen Sie uns an, wir analysieren das.
Weitere Angaben
Material Mikrostrukturierte dielektrische HR-Beschichtung auf Quarzglas-Substrat
Reflektivität >99,9 % @ 1064/1032 nm; 532/515 nm; 355/343 nm — >99,8 % @ 266 nm
Abmessungen Ø25 mm/1″ und Ø50 mm/2″. Weitere Abmessungen auf Anfrage.

Datenblatt v1.3. Die genaue Leistung hängt von Wellenlänge, Eingangsstrahl, M², optischem Aufbau und Anwendung ab und wird pro Konfiguration bestätigt.

3D Gaussian Konfigurator
Geben Sie Laser, Brennweite und Höhentoleranz Ihres Bauteils ein und sehen Sie live, wie viel Schärfentiefe Sie gewinnen.
Konfigurator öffnen
Integration

Er wird wie ein Spiegel montiert und wie eine Optik ausgerichtet.

Strahlengang mit Shaper und einem Umlenkspiegel vor der Fokussierlinse, in Z-Faltung.

Parallel / Z-Faltung

Shaper und ein Umlenkspiegel vor der Fokussierlinse: beliebiger Abstand zur Linse, Brennweite f bis zum Bauteil.

Strahlengang mit Shaper unter 45 Grad, der den Strahl in die Fokussierlinse faltet und einen Spiegel ersetzt.

Gefaltet: ersetzt einen Spiegel

Shaper unter 45° faltet den Strahl direkt in die Linse: Er nimmt den Platz eines schon vorhandenen Umlenkspiegels ein, ohne zusätzlichen Bauraum und ohne zusätzliche Baulänge.

Strahlengang mit Shaper vor einem Scanner und seiner F-Theta-Linse.

Scanner

Shaper vor Scanner und F-Theta-Objektiv: Fokusverlängerung für scannende Bearbeitung.

Weitere Konfigurationen und Einfallswinkel (AOI) sind verfügbar. Nennen Sie uns Ihren Strahlengang, und wir schlagen die saubere Integration vor.

In der Produktion bewährt

Passende Anwendungsfälle

Tiefer 3D-Abtrag in Hartmetall
3D Gaussian Mikrobearbeitung

Tiefer 3D-Abtrag in Hartmetall

7× stabilere Abtragstiefe und konstanter Wandwinkel — ohne Fokusnachführung.

Anwendungsfall lesen →
Robustes Laserschneiden bei hoher Leistung
3D Gaussian 3D Ring-Core Schweißen & Schneiden

Robustes Laserschneiden bei hoher Leistung

Gleichbleibende Schnittqualität unter thermischem Drift bei 10–50 kW+. Kostenloses Whitepaper.

Anwendungsfall lesen →
Through-Glass Vias für AI-Packaging
3D Gaussian 3D Top-Hat 3D Ring-Core Whitepaper

Through-Glass Vias für AI-Packaging

Warum 3D-Strahlformung die optisch belastbare Grundlage für das TGV-Bohren ist.

White Paper lesen →

Wir haben mehr Prozesse belegt; manche dürfen wir nicht öffentlich zeigen.

Alle Anwendungsfälle ansehen →
FAQ

Häufige Fragen

Wie stark verlängert er die Schärfentiefe?
Bis auf 5× die eines gewöhnlichen Gauß-Strahls. Die genaue Verlängerung ist eine Auslegungsentscheidung: Nennen Sie uns die Höhenschwankung Ihres Bauteils, dann setzen wir sie um Ihren Prozess herum und tauschen dabei, soweit nötig, Spotgröße gegen Tiefe.
Muss ich meinen bisherigen Strahl dafür ändern?
Nein. Der Shaper arbeitet mit Ihrer vorhandenen Gauß-Quelle, Single-Mode oder Multimode, und formt deren Fokus um, statt einen anderen Laser zu verlangen. Ihre Plattform bleibt also, wie sie ist. Der Kompromiss: Mit größerer Verlängerung wächst der Fokusspot, und die Spitzenfluenz sinkt. Unser Konfigurator hilft Ihnen, die Verlängerung zu finden, die Ihr Fluenz-Budget noch trifft und das Prozessfenster trotzdem deutlich verbreitert.
Welche Laser und Leistungsklassen unterstützt er?

Alle: tiefes UV bis nahes IR, Femtosekunde bis Dauerstrich, kleine Leistungen bis 50 kW+. Er arbeitet mit Single-Mode- und mit Multimode-Quellen. Schicken Sie uns Wellenlänge, Leistung/Regime, M² und Eingangsstrahl, dann bestätigen wir den Fit.

Hält er den Multi-kW-Betrieb aus?

Das ist eine Kernstärke. Die Optik ist vollreflektiv, eine mikrostrukturierte dielektrische HR-Beschichtung auf Quarzglas mit >99,9 % Reflektivität, und bleibt damit stabil, wo transmissive Optiken unter der thermischen Linse driften.

Wie integriere ich ihn?
Empfohlen ist ein kollimierter Strahl mit Fokussierlinse; der Shaper kann parallel/Z-gefaltet, gefaltet oder vor Scanner und F-Theta-Objektiv sitzen. Laterale Ausrichtung ist erforderlich. Für Aufbauten ohne Linse sprechen Sie uns an, wir analysieren das.
Wie lang ist die Lieferzeit?

Kundenspezifische Optiken liefern wir typischerweise innerhalb von drei Wochen, je nach Konfiguration.

Ist der Focal Shaper das Richtige für Ihren Prozess?

Schicken Sie uns Ihren Laser und Ihre Anwendung. Wir prüfen die Machbarkeit und gehen die passende Lösung zur Fokusformung gemeinsam an.

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