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Laser 2013 Ultrakurzpulslaser für die Medizin

Redakteur: Kathrin Schäfer

Sehr hohe Leistung, aber extrem kurze Wirkzeiten – mit dieser Kombination erschließen Ultrakurzpulslaser seit einigen Jahren völlig neue Anwendungsmöglichkeiten in Fertigung und Medizin. Die Messe Laser World of Photonics zeigt vom 13. bis 16. Mai auf dem Gelände der Messe München: Die Pulse werden immer kürzer, die Leistungen immer größer.

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Fachmesse und Kongress: Die Laser World of Photonics thematisiert die Einsatzmöglichkeiten von Lasern in der Medizin.
Fachmesse und Kongress: Die Laser World of Photonics thematisiert die Einsatzmöglichkeiten von Lasern in der Medizin.
(Bild: Messe München GmbH)

Was heute möglich ist, erfahren Besucher auch auf dem wissenschaftlichen World of Photonics Congress, der parallel vom 12. bis 16. Mai im angrenzenden ICM – Internationales Congress Center München unter einem Dach sechs Konferenzen mit über 2.500 Präsentationen ausrichtet.

Laser sind ideal für filigrane Bearbeitungen

Die Möglichkeiten der Laser faszinieren Anwender seit deren Erfindung: extrem präzise, äußerst stark gebündelte Energie und für sehr filigrane Bearbeitungen geeignet. Das Problem: Die Hitze zerstört und schädigt Materialien und Gewebe in einem Maß, das nicht immer akzeptabel ist und begrenzte die Einsatzmöglichkeiten – bis die Ultrakurzpulslaser entwickelt wurden. Sie senden Pulse von nur einigen Pikosekunden oder weniger in das Material. So kann es beispielsweise abgetragen oder geschnitten werden, bevor dort Wärme entstehen und das Material beeinträchtigen kann.

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„Die Produkte am Markt zumindest im Bereich der Pikosekundenlaser sind nun industrietauglich und bestehen den Einsatz in einer 3-Schicht-Fertigung“, erläutert Christof Siebert, Leiter Branchenmanagement Mikrobearbeitung bei Trumpf Laser- und Systemtechnik.

Kürzere Pulse und höhere Durchschnittsleistungen

Aktuell, so Siebert, „geht der Trend dahin, die Durchschnittsleistungen weiter zu erhöhen und damit die Produktivität und Wirtschaftlichkeit weiter zu optimieren. Die zweite Stoßrichtung sind industrietaugliche Laser mit immer kürzeren Pulsdauern, sodass das Materialspektrum in der kalten Bearbeitung auf noch sensiblere Materialien als bisher ausgedehnt werden kann.“

Für Dr. Arnold Gillner, Abteilungsleiter Abtragen und Fügen am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT), geht der Trend zu höheren mittleren Leistungen in den Bereich von 500 W. „Am Fraunhofer-ILT wurde prototypisch bereits ein 1-kW-Femtosekundenlaser demonstriert“, ergänzt Gillner, der mit Siebert gemeinsam das Panel zu den Ultrakurzpulslasern leitet. Für die Wissenschaftler steht die Frage im Vordergrund, „wie die hohen mittleren Leistungen der UKP-Laser auf das Werkstück gebracht und eine hohe Abtragsqualität erzielt werden kann.“ Das Fraunhofer-ILT stellt dazu zwei Ansätze auf der Messe vor: ein ultraschnelles Scansystem mit Strahlablenkgeschwindigkeiten größer 300 m/s sowie ein Multistrahl-Optiksystem zur Parallelisierung der Bearbeitung um mehr als zwei Größenordnungen.

Auch die Kostenfrage ist entscheidend

Neben der technischen Machbarkeit spielen selbstverständlich die Kosten eine große Rolle bei den aktuellen Entwicklungen. So nennen Experten von Jenoptik als ein Ziel, mit höheren Leistungen und der damit einhergehenden größeren Produktivität die Investitionskosten von Femtosekundenlasern auszugleichen. In Sachen Leistungsstabilität liefern die Femtosekundenlaser inzwischen auch „im industriellen 24/7-Dauerbetrieb sehr gute Applikationsergebnisse“, wird betont. So steigerte Jenoptik beim Femtosekundenlaser D2.fs etwa die Pulswiederholrate dieses Scheibenlasers auf über 500 kHz und die Ausgangsleistung um 25 Prozent. Zudem rundet Jenoptik mit einer neuen Objektivreihe das Angebot an Vollquarz-Objektiven für hohe Laserleistungen ab.

UKP-Einsatz in der Medizin auf dem Vormarsch

Große Vorzüge bietet die Technologie sowohl in der Medizin als auch in der Medizintechnik. In der Medizin ist der „wichtigste Trend der Einsatz von Ultrakurzpulslasern in LRCS, der Laser refractive cataract surgery“, erklärt Dr. Matthias Schulze, Marketingdirektor der Firma Coherent. Dies sei die am schnellsten wachsende Applikation für Laser in der Medizin in den letzten ein bis zwei Jahren. Hier erlaube die Technik ein „noch besseres Sehvermögen beim IOL-(Intra ocular lens)-Tausch im Rahmen einer Katarakt-OP“, betont Schulze.

Erreicht werde das zum Beispiel, da das Auge besser auf den Einsatz von „Premium IOLs“ vorbereitet wird, indem man durch gezielte Schnitte Astigmatismus korrigiert. Sein persönlicher Ausblick für die Zukunft: „Kompakte Laser werden kompaktere Behandlungsstationen ermöglichen. Höhe Pulsraten werden die Operationszeiten noch weiter verkürzen.“

Kontakt:

Messe München GmbH

D-81823 München

world-of-photonics.net/de

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