Mainz 1997 – wissenschaftliches Programm
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K: Kurzzeitphysik
K 5: Laserstrahl - Wechselwirkungen
K 5.8: Vortrag
Dienstag, 4. März 1997, 17:45–18:00, RW 2
Energietransferlimitierung von IR-Laserstrahlung aufgrund verunreinigter Übertragungsatmosphäre — •P. Bourgeois und M. Hugenschmidt — Deutsch - Französisches Forschungsinstitut Saint Louis, F-68301 St.-Louis
Verzichtet man aus Kostengründen bei der Laser-Materialbearbeitung auf Schutzgase, so können Verunreinigungen in der zwischen Auskoppeloptik und Werkstück liegenden Atmosphäre die Strahlausbreitung behindern. Im niederenergetischen Bereich durch Streuung (Rayleigh, Mie), bei hoher Leistungsdichte hingegen durch Plasmabildung. Die Zündschwellen solcher Aerosol-initiierten Gasdurchbrüche liegen u.a. wegen Selbstfokussierungseffekten und thermischer Emission weit unterhalb derer für Reingase. Diese Plasmen blocken die einfallende Strahlung ab und verhindern die weitere Bearbeitung.
Ziel der Untersuchungen ist, abhängig von einfallender Laserleistungsdichte, Partikelgröße und -dichte des Aerosolmaterials, zeit- und ortsaufgelöst die Plasmaausbildung und die zeitliche Entwicklung der Absorption sowie Zündschwellwerte zu bestimmen.
Als plasmaerzeugendes System stand ein chemischer Wasserstoff-Fluorid Laser bereit (bis zu 12 Joule, tFWHM = 330 ns, λ = 2.7 µm). Die in das Wechselwirkungsvolumen injizierten Partikel entsprechen in Größe, Art und Dichte natürlichen oder industriell vorkommenden Aerosolen. Die eingesetzten Materialien (Wasser, TiO2, Rauch und Öl) wurden mittels Größenanalysator und LDA-Technik vermessen.