Der Anspruch auf extreme Präzision bei gleichzeitig sehr hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten stellt die Lasertechnik besonders in den Bereichen der Lasermikrobearbeitung und der Hochrate-Laserbearbeitung vor neuen Herausforderungen. Am LHM werden deshalb innovative Technologien entwickelt, z. B. in den Bereichen Strahlablenkung und Strahlschaltung. Die Grenzen der technischen Machbarkeit werden dadurch weiter verschoben und das Potenzial des Lasers wird, vor allem in der Materialbearbeitung, besser genutzt.


Die meisten Hochrate-Laserprozesse erfordern eine extrem schnelle und exakte Positionierung des fokussierten Laserstrahls auf dem Werkstück und zudem ein punktgenaues Zu- und Abschalten der Laserstrahlung innerhalb weniger Nanosekunden. Hierfür werden am LHM unterschiedliche Scannersysteme, vor allem auf der Basis von Polygonspiegelanordnungen oder schaltbaren Hologrammen, entwickelt, die diesen hohen Anforderungen gerecht werden sowie Methoden zur schnellen Schaltung von Laserstrahlung mit großer mittlerer Leistung, bis in den kW-Bereich hinein.

Durch adaptive Strahlformung können Laserprozesse beschleunigt und Oberflächenmodifikationen optimiert werden. Sie erlaubt somit, das volle Potenzial einer Strahlquelle auszuschöpfen. Im Fokus der Forschung am LHM steht die schnelle und adaptive Strahlformung mittels Spatial Light Modulators (SLM) und Digital Micromirror Devices (DMD) mit dem Ziel den Laserstrahl in Sekundenbruchteilen an wechselnde Bearbeitungsaufgaben anzupassen.

Gerade im Bereich der Lasermikro- und Nanotechnologien ist die exakte Positionierung des Laserstrahls auf dem Werkstück von elementarer Wichtigkeit. Bei den dafür häufig eingesetzten Scannersystemen mit Planfeld-Objektiven, entstehen durch Abbildungsfehler teilweise inakzeptable Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Wert der Laserfokusposition. Am LHM werden diesbezüglich Algorithmen und Verfahren entwickelt, um die Verzeichnungen des optischen Systems zu kompensieren und eine akkurate Bearbeitung zu ermöglichen.

Damit die Vorteile der Lasermaterialbearbeitung voll zum Tragen kommen können, sind bei der Konstruktion des zu bearbeitenden Bauteils spezifische Randbedingungen, wie beispielsweise enge Spaltmaßtoleranzen oder bestimmte Fertigungsfolgen, zu beachten. Auf der anderen Seite bietet die Verwendung von Lasertechnologien besondere Freiheitsgrade in der Bearbeitung bzw. Fertigung von Bauteilen bzw. Baugruppen, die bei konventionellen Verfahren nicht vorhanden sind.