The aim of the thesis was the development of a control circuit for high power CO2 laser beams. This combines innovative sensors and actuators to form a complete closed-loop-control. For online diagnostics of the laser beam parameters, measurement systems based on thermos-electrical detectors with extremely high dynamics (atomic layer thermopiles) were developed. Integration into a commercial laser system with flying optics and HF-excited laser source allows comprehensive analysis of disturbances. The resulting control system was divided into two subsystems for separate optimization. Laser beam power is controlled through a two-step controller using the rf-generator as actuator. This improves power stability more than the factor 100 without negatively affecting laser efficiency. The focus parameters are determined online through indirect measurements in the vicinity of the focussing optics. The highly dynamic adjustment occurs through two adaptive optics. This system fulfils the fundamental requirements for integration into commercial laser systems due to its compact design, ease of application and avoidance of moveable mechanical components.

Ziel dieser Arbeit war der Aufbau einer Regelung für CO2-Hochleistungslaseranlagen. Innovative Sensorik- und Aktorikkomponenten wurden zu diesem Zweck zu einer umfassenden Anlagenregelung kombiniert. Der Erfassung der Laserparameter gingen Entwurf und Aufbau von Meßsystemen auf der Basis schneller thermoelektrischer Detektoren (Atomlagen-Thermosäulen) voraus. Die Integration dieser Meßsysteme in eine kommerzielle Laseranlage mit fliegender Optik und HF-angeregtem CO2-Hochleistungslaser erlaubte eine umfassende Störgrößenanalyse. Das gesamte Regelsystem wurde in zwei Teilsysteme unterteilt und getrennt optimiert. Die Regelung der Laserstrahlleistung erfolgt über einen Zweipunktregler mit den HF-Generatoren als Stellelementen. Resultat ist eine Verbesserung der Leistungskonstanz um zwei Größenordnungen bei unverändertem Wirkungsgrad des Lasers. Die Fokusparameter werden anhand indirekter Messungen nahe der Fokussieroptik bestimmt und mit piezoelektrischen Adaptiven Optiken hochdynamisch nachgestellt. Die Anlagenregelung erfüllt durch die kompakte Ausführung, die leichte Integrierbarkeit und den Verzicht auf bewegte mechanische Komponenten die wesentlichen Anforderungen für eine Integration in kommerzielle Laseranlagen.