Statistika vývoje laserů a laserových systémů, sledovaná švýcarskou společností Optech Consulting, zaznamenala v minulém roce rekordní nárůst na trhu průmyslové laserové techniky s objemem 7,2 mld. eur. Oproti roku 2010 je to nárůst o 22 % a oproti krizovému roku 2009 dokonce o 90 %. Výraznou měrou se na tomto stavu podílí za poslední období především intenzivní vývoj vysoce kvalitních pevnolátkových laserů, zvláště pak laserů diskových a vláknových. Svou skvělou kvalitou paprsku navazují i na úspěšné varianty „Innoslab“ laserů s deskovou formou krystalu nebo u plynových CO2 laserů na „Slab“ lasery s deskovou formou elektrod. Dnešní široký výběr už komerčně nabízené vhodné laserové techniky a zároveň i její stále snazší ekonomická dostupnost, staví ale přitom uživatele laserů často před otázku, který laser a laserový systém pro svou technologii zvolit a jak kterou technologii využít co nejefektivněji. U řady technologií je po technické stránce možná zastupitelnost jednotlivých typů laserů, ale k dosažení maximální efektivnosti je nutné zvažovat vždy celou řadu technických a ekonomických faktorů. Dostat v tomto směru co nejvíce technických informací je proto cílem dlouho očekávaného mezinárodního symposia Fiber & DiSC FiSC 2012, pořádaného 16. a 17. října ve Fraunhoferově institutu IWS v Drážďanech. Přestože název symposia uvádí především vzájemnou konfrontaci technologií s vláknovým a diskovým laserem, zahrnuje jeho program navíc i porovnání s některými technologiemi, prováděnými ještě klasickým laserem, např. porovnání řezání tlustých plechů CO2 a vláknovým laserem. Oba zdroje, diskový i vláknový, patří mezi pevnolátkové lasery s možností přenosu paprsku optickým vláknem. Pro čerpání aktivního média je u diskových laserů podstatný vícenásobný přechod záření od laserové diody přes reflektující vrstvy jedné strany kotouče disku a okolních reflektorů. Teplo, které u diskových laserů vzniká stejně jako u jiných typů laserů, je odváděné napojením druhé strany kotouče na kontaktní chladič. Malá tloušťka aktivního disku a přitom dostatečná hodnota přechodu tepla ve směru paralelním s výstupním paprskem příznivě působí na intenzitu chlazení a homogenní rozdělení teploty uvnitř paprsku. Tím se dosahuje i vyšší jemnosti zaostření paprsku a růstu jeho hloubky ostrosti. U vláknových laserů, které se teprve v posledních letech dostaly výkonově z oblasti komunikačních systémů i mezi technologické lasery, dochází ke generování paprsku v jádru optického vlákna, dopovaného prvky vzácných zemin a tento postup je daleko efektivnější, než tomu je u všech jiných typů laserů. Ke chlazení tady dochází po celé délce vlákna. Při porovnávání předností obou těchto nejkvalitnějších laserových zdrojů, diskových a vláknových, rýsuje se několik specifik, které vycházejí ze samotné podstaty obou způsobů. V čem se oba postupy shodují oproti CO2 laserům je možnost způsobu vedení paprsku optickým vláknem, přičemž je třeba rozlišovat, že u diskového laseru je optické vlákno navázáno na výstup laseru s pevným aktivním diskem, kdežto u vláknového laseru je buzení pomocí laserových diod navázáno přímo do aktivního vlákna a laser díky tomu neobsahuje žádné optomechanické prvky. Oba typy těchto laserů stály i na počátku aplikací s ultrakrátkými pulzy v ps a fs rozsahu, kdy při takové rychlosti záblesku nedochází ke změnám ani na atomární úrovni a o těchto laserech je možné mluvit jako o „studených“ s téměř nulovým tepelným ovlivněním okolní zóny. Ve femtosekundovém rozsahu dokáže paprsek laseru vytvořit stopu i 0,3 μm a jeho střední výkon dosáhne i 50 W. Takové parametry odpovídají požadavkům nejrůznějších mikrotechnologií, ale svůj dopad mají třeba i pro běžné řezání, kdy při úzké stopě paprsku a větší hustotě výkonu může růst zároveň rychlost řezu. Z praktického hlediska se zaměřením na kvalitativní a výkonové parametry při tak extrémně krátkých pulzech se jeví ve vybraných případech jako poměrně vhodnější využívat pro tyto účely diskových laserů s redukováním nelineárních efektů, zvláště ve výkonové špičce pulzů. U těchto laserů se v poslední době podařilo ve firmě Trumpf dvojnásobně zvýšit výkonnost na jeden disk oproti stavu z počátků vývoje a uživatelé tak pro potřebný výkon dostávají laser s mnohem menší stavbou. Jen např. u často užívaného 4kW typu této řady jsou nároky na plochu menší o 60 % oproti předchozímu provedení. Trumpf má v nabídce diskové lasery do výkonu 16 kW, což bohatě vystačuje pro současné požadavky průmyslu. K výhodám vláknového laseru patří jeho jednoduchost, napojováním laserových modulů se dá jeho výkon zvyšovat. Vysoká je účinnost laseru 30-35 % i životnost – až 100 000 hodin, nízké jsou provozní náklady a téměř nulové jsou nároky na údržbu. Lasery nemusí být ani nákladně justované, mají termickou a mechanickou stabilitu a extrémně malé požadavky na plochu, a tedy i snadnou integraci do výrobních procesů. Předmětem symposia je posoudit vhodnost uváděných typů laserů pro jednotlivé průmyslové technologie. Řadu prací vykonaly v tomto směru již mnohé výzkumné ústavy nebo i výrobci laserů. Zajímavé jsou např. poznatky firmy Trumpf při tavném řezání nerezové oceli. Při tloušťce 2 mm diskový laser, při srovnatelné kvalitě řezu s CO2 laserem, dosahuje řezné rychlosti až o 120 % vyšší. U 10 mm silné nerezoceli je při užití pevnolátkových laserů už horší kvalita řezu a k tomu řezná rychlost je o 10 % menší. Ve Fraunhoferově institutu ILT dosáhli např. při řezání ocelových plechů o tloušťce 0,7 až 2,5 mm tentokrát s vláknovým 4kW laserem podstatně vyšších parametrů oproti řezání i s daleko silnějším CO2 laserem. Při stejné nebo i ještě lepší kvalitě řezu při technologiích Remote-Cutting se řezná rychlost pohybovala přes 100 m/min. V IWS v Drážďanech pak při ještě menších tloušťkách kovových fólií se dostali při novém postupu, nazvaném „Kiss-Cutting“, dokonce k rychlosti řezu přes 200 m/min.
