Prozessdiagnostik

 

Problemstellung

Austrieb von Schmelze etwa 1040 ns nachdem eine Aluminium-Probe mit einem ultrakurzen Laserpuls bearbeitet wurde. Urheberrecht: Lehrstuhl für Lasertechnik LLT Austrieb von Schmelze etwa 1040 ns nachdem eine Aluminium-Probe mit einem ultrakurzen Laserpuls bearbeitet wurde.

Bei der Verwendung von ultrakurz gepulster Laserstrahlung für die Materialbearbeitung sind klassische Modelle zur Beschreibung der Licht-Materie-Wechselwirkung aufgrund der großen Intensitäten der Laserstrahlung nicht länger gültig. Das vollständige Verständnis der Wechselwirkungs- und Absorptionsprozesse ist aber für eine Optimierung von Qualität und Effizienz des Bearbeitungsverfahrens absolut notwendig. Eine Vielzahl modelltheoretischer Beschreibungen der Licht-Materie-Wechselwirkung werden zum Teil seit Jahrzehnten entwickelt, um den Wechselwirkungsprozess möglichst vollständig und korrekt zu beschreiben. Annähernd alle Modelle machen dabei grundlegende Annahmen und vernachlässigen so Effekte, die für den Bearbeitungsprozess eine wesentliche Rolle spielen können. Ein Ansatz zum Verständnis des Wechselwirkungsprozesses ist die direkte in-situ Beobachtung des Prozesses mit zeitaufgelösten Messverfahren.

 

Verfahren

Zur Untersuchung von Prozessdynamiken werden am Lehrstuhl für Lasertechnik LLT im Wesentlichen zwei verschiedene Verfahren eingesetzt, die unter folgenden Links detailliert beschrieben werden:

Femtosekunden Pump-Probe-Mikroskopie

Nanosekunden ICCD-Fotografie

Darüber hinaus können für ultrakurze Laserpulse ex-situ Absorptionsmessungen von Festkörpern wie beispielsweise Graphit durchgeführt werden, was unter folgendem Link detailliert beschrieben wird:

Absorptionsmesstechnik

 

Themenschwerpunkte

im Folgenden sind einige Themenschwerpunkte der Gruppe Ultrakurzpulsbearbeitung am LLT im Bereich der Prozessdiagnostik dargestellt:

  • Untersuchung der Formationsdynamik von ultradünnem Graphit bei der Bestrahlung mit UKP-Laserstrahlung
  • Zeitliche Entwicklung von freien Elektronen bei der Bearbeitung von Glas
  • Puls-zu-Puls-Wechselwirkung bei der Bearbeitung mit großen Repetitionsraten
 

Aktuelle Publikationen

C. Kalupka, 2016: Time-resolved investigations of the non-thermal ablation process of graphite induced by femtosecond laser pulses