Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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K: Fachverband Kurzzeitphysik

K 4: Laseranwendungen und Lasermaterialbearbeitung I

K 4.3: Vortrag

Donnerstag, 11. März 2010, 11:15–11:30, F 442

Simulation der Strahlungspropagation mit vektorieller Beam Propagation Method und Leontovich-Randbedingungen — •Stefan Tiesmeyer — RWTH-NLD (Lehrstuhl Nichtlineare Dynamik der Laser-Fertigungsverfahren), Aachen, Germany

Die Simulation der Strahlungspropagation ist ein Teilaspekt der Laserfertigungsverfahren. Dabei propagiert die Strahlung in einem inhomogenen Medium und wird an optischen Grenzflächen z. T. reflektiert bzw. transmittiert.

Während schwache Inhomogenitäten (d.h. kleine Variationen des Brechungsindex) durch eine VBPM (Vectorial Beam Propagation Method) beschrieben werden können, werden Sprungbedingungen für die Reflexion an Grenzflächen mithilfe sog. Oberflächen-Impedanzen formuliert. Diese sind auch vom Einfallswinkel der einfallenden Strahlung abhängig. Für metallische Werkstoffe, bei denen die optische Eindringtiefe wesentlich kleiner als die optische Wellenlänge ist, lässt sich jedoch eine approximative Oberflächenimpedanz angeben, die nicht mehr vom Einfallswinkel abhängt und damit eine numerische Implementation ermöglicht. Diese führt auf die sog. Leontovich-Randbedingungen.

Um die Simulation mit der Kombination aus Leontovich-Randbedingungen und VBPM zu validieren, werden Modellaufgaben mit ebenen Oberflächen vorgestellt, für die die analytische Lösung bekannt ist.