Augsburg 2006 – wissenschaftliches Programm
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K: Kurzzeitphysik
K 1: Neue Verfahren I
K 1.3: Vortrag
Montag, 27. März 2006, 16:00–16:15, 1003
Prozeßvisualisierung bei Materialbearbeitung mit ultrakurzen Laserpulsen mittels Pump&Probe-Photographie — •Ilja Mingareev, Alexander Horn und Ernst-Wolfgang Kreutz — Lehrstuhl für Lasertechnik, RWTH Aachen, Steinbachstraße 15, D-52074 Aachen
Die physikalischen und technologischen Grenzen bei der Materialbearbeitung mit ultrakurzen Laserpulsen sowie die materialspezifische Prozeßparametrisierung sind für viele Materialien noch weitgehend unbestimmt. Zum Verständnis der transienten physikalischen Vorgänge ist eine direkte Prozeßvisualisierung erforderlich.
Die dynamischen Vorgänge, welche bei der Wechselwirkung von ultrakurz gepulster Laserstrahlung (λ=820 nm, tp=80 fs) mit Metalloberflächen (Al, Cu, Fe, W) verlaufen, werden mittels zeit- und ortsaufgelöster Pump&Probe-Photographie untersucht und charakterisiert. Qualitative Unterschiede in der Dynamik des Aufschmelzens und Wiedererstarrens sowie die induzierte Morphologie werden in Abhängigkeit von Parametern der Laserstrahlung festgestellt. Die Analyse der laserinduzierten Schockwellenausbreitung gibt Aufschlüsse über Energieübertrag im untersuchten Prozeß. Die verwendete Meßmethode ermöglicht eine in-situ Beobachtung der physikalischen Vorgänge auf Submikrometer-Skalen bis τ=1,2 µs nach Eintreffen des Laserpulses mit einer Zeitauflösung von 100 fs. Die ex-situ Analyse der Oberflächenmodifikationen mit optischer Phasenmikroskopie und REM vervollständigt das Prozeßverständnis.