München 2019 – scientific programme

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K: Fachverband Kurzzeit- und angewandte Laserphysik

K 7: Laser Applications II

K 7.2: Talk

Wednesday, March 20, 2019, 14:20–14:40, HS 3

Untersuchung von Plasmaeffekten bei der Wechselwirkung intensiver cw - Laserstrahlung mit Metallen — •Dominic Heunoske — EMI Freiburg

Bei der Bestrahlung von Metallen mit intensiver, kontinuierlicher Laserstrahlung im Kilowattbereich wird ein Plasma erzeugt, dass den Energietransfer vom Laser an die Probe signifikant beeinflusst. Für eine genaue Analyse dieses Plasmas wurden Versuche mit einem Faserlaser bei einer Wellenlänge von 1070 nm und Strahldurchmessern im Bereich von einigen Millimetern durchgeführt. Ein experimentelles Setup aus drei verschiedenen Systemen zur Diagnostik wurde entwickelt, um detaillierte Kenntnisse über die Parameter des lasergenierten Plasmas zu gewinnen. Die Dynamik der Plasmaexpansion wurde mit Hilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera analysiert. Es konnte eine materialabhängige Expansionsgeschwindigkeit ermittelt werden. Bei spektroskopischen Messungen wurden Emissionsbanden von Aluminiumoxid bzw. Emissionslinien von atomarem Eisen identifiziert. Die Auswertung der spektroskopischen Daten erlaubt die Bestimmung von Elektronendichte und Elektronentemperatur. Mittels eines Mach-Zender Interferometers konnte zusätzlich die Elektronendichte und ihre räumliche Verteilung bestimmt werden. Die Ergebnisse dieser Messungen wurden exemplarisch für ein Plasmamodell verwendet. Dieses Modell wurde an das Emissionsspektrum eines Aluminiumdoublets, welches starke Selbstabsorption zeigt, räumlich aufgelöst simuliert und an die Messergebnisse angepasst. Auf diese Weise konnten die Ergebnisse der verschieden diagnostischen Methoden numerisch validiert werden.