Transmission (Lichtdurchgang bei Laserbearbeitung)

Was bedeutet Transmission?

Transmission bedeutet, dass Licht oder Laserstrahlung ein Material durchdringt, ohne stark reflektiert oder absorbiert zu werden. Das Material lässt also das Licht hindurch – so wie Glas sichtbares Licht durchlässt.

In der Lasertechnik ist Transmission wichtig, weil sie darüber entscheidet, ob ein Laser ein Material überhaupt bearbeiten kann. Wenn ein Werkstoff die Laserstrahlung vollständig transmittiert, passiert der Strahl einfach hindurch – ohne Gravur, Schnitt oder Erwärmung.

Das Zusammenspiel von Absorption, Reflexion und Transmission

Wenn Laserlicht auf eine Oberfläche trifft, teilt sich die Energie in drei Teile auf:

A (Absorption) + R (Reflexion) + T (Transmission) = 1

Je nach Material und Wellenlänge ist einer dieser Werte dominant:

Absorption: Energie wird aufgenommen → Gravur, Schmelze, Farbumschlag.
Reflexion: Energie wird zurückgeworfen → Leistungsverlust, Risiko für Rückstrahlung.
Transmission: Licht geht hindurch → keine Gravurwirkung, aber eventuell Erwärmung dahinter.

Wann ist Transmission erwünscht – und wann nicht?

Erwünscht: Wenn der Laser als Lichtquelle genutzt wird (z. B. bei optischen Experimenten oder Laserprojektionen).
Unerwünscht: Bei der Gravur oder beim Schneiden – denn durch Transmission geht Energie verloren, und der Laser wirkt nicht auf das Werkstück.

In der Materialbearbeitung versucht man deshalb meist, die Transmission zu minimieren und die Absorption zu erhöhen.

Transmission und Wellenlänge

Ob ein Material Laserlicht durchlässt, hängt stark von der Wellenlänge ab. Deshalb funktionieren unterschiedliche Laserarten (CO₂, Faser, UV) bei unterschiedlichen Materialien:

Laserart	Wellenlänge	Typisch transparente Materialien	Transmission
CO₂-Laser	10,6 µm (Infrarot)	Klare Kunststoffe, Glas	Sehr hohe Transmission → Laserlicht geht hindurch, kaum Gravur
Faserlaser	1064 nm (Nahinfrarot)	Glas, Acryl, Keramik	Mittlere bis hohe Transmission, meist keine Gravurwirkung
UV-Laser	355 nm (Ultraviolett)	Klare Kunststoffe, Glas	Niedrige Transmission – UV wird stark absorbiert → ideal für Markierungen

Beispiel: Ein CO₂-Laser kann Holz oder Acryl perfekt schneiden, aber nicht durch klares Glas gravieren, weil das Material diese Wellenlänge einfach durchlässt. Ein UV-Laser dagegen wird stark absorbiert und kann Glas sehr präzise markieren.

Transmission bei verschiedenen Materialien

Glas: Lässt 10,6 µm (CO₂) durch → keine Gravur möglich. Absorbiert aber 355 nm (UV) → ideal für feine Markierungen.
Acryl (PMMA): Transparent für sichtbares Licht, absorbiert CO₂-Laser sehr stark → exzellente Schnittkanten.
Metalle: Transmission ≈ 0 % → Laserlicht wird reflektiert oder absorbiert.
Keramik: Meist teiltransparent → Transmission abhängig von Struktur und Dotierung.

Warum Transmission für die Laserwahl entscheidend ist

Die Kenntnis der Transmission hilft zu entscheiden, w welcher Laser der richtige ist:

CO₂-Laser: Ideal für organische und nichtmetallische Materialien, weil dort Absorption stark, Transmission gering ist.
Faserlaser: Ideal für Metalle, die CO₂-Licht reflektieren, aber 1064 nm absorbieren.
UV-Laser: Ideal für transparente Materialien, die für IR-Strahlung durchlässig sind, aber UV stark absorbieren.

Die Regel lautet: Hohe Transmission = schlechte Gravurwirkung.

Transmission und Schutzfenster (Protective Windows)

Auch in der Optik selbst spielt Transmission eine Rolle. Linsen, Spiegel und Schutzfenster müssen das Laserlicht möglichst verlustfrei durchlassen. Deshalb wird ihre Transmission oft in Prozent angegeben (z. B. 99,5 % @ 1064 nm). Schlechte Transmission durch Verschmutzung oder falsche Beschichtung bedeutet Leistungsverlust und Erwärmung der Optik.

Gefahren durch Transmission

Unsichtbare Strahlung hinter transparentem Material: Der Laserstrahl kann hinter einer Glasscheibe austreten – gefährlich, weil man ihn nicht sieht.
Falsches Schutzglas: Normales Fenster- oder Brillenglas kann IR-Strahlung durchlassen → Augenverletzungsgefahr.
Falsche Laserschutzbrille: Wenn Transmission zu hoch ist (OD-Wert zu niedrig), dringt gefährliche Strahlung durch.

Daher müssen Schutzfenster und Brillen immer zur Wellenlänge des Lasers passen (siehe DIN EN 207).

Wie man Transmission misst oder bewertet

In der Optik wird Transmission in Prozent angegeben. Beispiel:

Transmission (T) = (Ausgangsleistung / Eingangsleistung) × 100%

Eine Linse mit T=99 % lässt also 99 % der Laserenergie durch und absorbiert oder reflektiert 1 %. Für Präzisionsoptiken sind Werte über 99,5 % üblich.

In der Materialbearbeitung kann man Transmission auch indirekt beurteilen – z. B. wenn der Laser keine Wirkung zeigt, obwohl die Leistung hoch ist → Transmission wahrscheinlich zu stark.

Praktische Beispiele

Glasgravur mit CO₂-Laser: Funktioniert nur auf der Oberfläche durch lokale Erwärmung, nicht im Inneren – weil der Strahl größtenteils transmittiert wird.
Acrylschnitt mit CO₂-Laser: Hohe Absorption, geringe Transmission → glatte, klare Schnittkante.
Markieren von transparentem Kunststoff mit UV-Laser: UV wird absorbiert → sichtbare Markierung ohne Materialschaden.

Kurz zusammengefasst

Transmission beschreibt, wie viel Laserlicht ein Material hindurchlässt. Je höher die Transmission, desto weniger Wirkung hat der Laser auf das Material. Glas, Acryl oder klare Kunststoffe können manche Wellenlängen vollständig durchlassen – und sind deshalb nur mit bestimmten Lasern (z. B. UV-Laser) gut bearbeitbar. Für Schutzoptiken dagegen ist eine hohe Transmission gewünscht, um die Energie verlustfrei weiterzuleiten. Wer versteht, wie Transmission funktioniert, kann gezielt entscheiden, welcher Laser für welches Material geeignet ist – und wie man sich sicher davor schützt.

Quellen

RP Photonics – Transmission
Edmund Optics – Absorption and Transmission
Trotec – Grundlagen der Laserbearbeitung
Lasers101 – Absorption, Reflection & Transmission
Ophir – Laser Beam Transmission & Optics