Bayreuth 1998 – wissenschaftliches Programm

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K: Kurzzeitphysik

K 2: Kurzzeitdiagnostik, Laser-Verfahren

K 2.1: Vortrag

Montag, 9. März 1998, 14:00–14:15, H8

Zeitaufgelöste Untersuchungen zur Ablation mit ultrakurzen Laserimpulsen — •K. Sokolowski-Tinten, J. Bialkowski, H. Schüler, A. Cavalleri, M. Boing und D. von der Linde — Institut für Laser- und Plasmaphysik, Universität-GHS-Essen, D-45117 Essen

Mit Hilfe der Femtosekunden zeitaufgelösten Mikroskopie sind Untersuchungen zur Dynamik der Ablation mit ultrakurzen Laserimpulsen durchgeführt worden. Diese Methode verbindet Techniken der Ultrakurzzeitspektroskopie (Anrege-Abfrage-Technik) mit optischer Mikroskopie und computer-gestützter Bildverarbeitung und erlaubt so Messungen mit fs-Zeit- und µm-Ortsauflösung. Untersucht wurde die Ablation sowohl auf Isolatoren (Glas, MgF₂, Saphir) als auch auf einer ganzen Anzahl absorbierender Materialien (Si, GaAs, Al, Au, Mg, Cr, Ti, Hg). Auf den Isolatoren zeigt ein Vergleich der transienten Daten mit den finalen Oberflächenstrukturen, daß die Ablation strikt mit dem dielektrischen Durchbruch (Plasmabildung) an der Oberfläche verbunden ist. Es werden unabhängig vom Material Schwellwerte von etwa 10¹³ W/cm² gefunden, was die Bedeutung extrinsischer Oberflächeneigenschaften aufzeigt. Charakteristisches Merkmal der Ablation von absorbierenden Materialien für Energiedichten unterhalb der Plasmaschwelle ist die Beobachtung einer transienten isolierenden Phase des ablatierten Materials und einer optisch scharfen Ablationsfront. Diese Beobachtungen können durch die exotischen Materialeigenschaften (hoher Brechungsindex, niedrige Schallgeschwindigkeit) im Koexistenzgebiet Flüssigkeit-Gas gedeutet werden.