Darmstadt 2008 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 6: Niedertemperaturplasmen, Plasmatechnologie I

P 6.2: Vortrag

Dienstag, 11. März 2008, 17:15–17:30, 2G

Verstärkungsmessungen an einer kapazitiv gekoppelten HF-Entladung eines CO₂-Laserplasmas — •Dennis Soysal¹, Nicole Ebersohl², Joachim Schulz², Christoph Hertzler² und Ulrich Stroth¹ — ¹Institut für Plasmaforschung, Universität Stuttgart — ²TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH, Ditzingen

Der CO₂-Laser ist von großer Bedeutung in der metallbearbeitenden Industrie. Diese stellt hohe Anforderungen an Strahlqualität und Wirkungsgrad des Lasersystems. Im Rahmen dieser Arbeit soll beides aus plasmaphysikalischer Sicht untersucht und weiter verbessert werden. In diesem Zusammenhang betrachtet man u. a. die Elektronendichte und die EEDF, welche für die Anregung des Plasmas verantwortlich sind. Die Gaszusammensetzung mit unterschiedlichen Streuquerschnitten, Partialdrücken und den Schwingungs-Rotationsübergängen des Plasmas bestimmen die Effizienz der Energieübertragung. Diffusion und Turbulenz des axial-strömenden Gases sind zusammen mit der Geometrie der Elektroden ausschlaggebend für die räumliche Temperaturverteilung. Sämtliche Faktoren wirken sich auf die Besetzungsinversionsdichte (BID) des laseraktiven Mediums aus. Diese ist, u. a., im Laserbetrieb ausschlaggebend sowohl für die Energieeffizienz, als auch für den sich ausbildenden Mode des Lasers. In diesem Beitrag wird der Messaufbau zur halbautomatischen, ortsaufgelösten Messung der volumengemittelten BID vorgestellt. Außerdem werden FE-Simulationen zum Vergleich mit den Messungen herangezogen. Als Ergebnis werden die Auswirkungen der unterschiedlichen Parameter auf die räumliche Verteilung der BID erläutert.