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In dieser Arbeit wird untersucht, inwiefern die Strahlformung von Femtosekundenlaserstrahlung im Zusammenhang mit der Maskenprojektion möglich ist. Es werden die etablierten Strahlformer anhand einheitlicher Kriterien untersucht und bewertet. Zusätzlich werden erste Abtragsversuche durchgeführt, bei denen verschiedene Strahlformer zur Beleuchtung der Maskenebene verwendet werden.
This thesis investigated the generation of laser induced periodic surface structures (LIPSS) using femtosecond laser irradiation at a central wavelength of 775 nm.
The metals stainless steel and copper as well as a semiconducting thin film, ITO on glass substrate were investigated. The impact of the processing parameters was studied for single and multiple pulse irradiation to determine the ablation threshold of the materials
and the different types of LIPSS. These observations allowed the optimisation of area structuring with regards to processing speed and LIPSS quality.
The feasibility of the LIPSS generation in dynamic, real time polarisation control was then explored. By using a fast response, liquid-crystal polarisation rotation device, the direction of the linear polarisation of the laser beam could be dynamically controlled and synchronised to the scanning during laser processing. As a result, a range of complex micro- and nano-scale patterns with orthogonal direction of LIPSS were created. The samples were analysed using optical and electron microscopy. The orientation of the LIPSS was determined also from detection of light diffracted by the LIPSS.
Finally, two applications of large area LIPSS patterning were demonstrated, information encoding on metals and periodic structuring of a thin film conducting oxide for solar cells.
In Zusammenarbeit mit dem Laserinstitut Hochschule Mittweida und gefördert im InnoTeam Programm der Sächsischen Aufbaubank wurde der Einfluss der Pulsdauer und des Burstmodus auf die Effizienz und Oberflächenqualität bei der Gravur von Werkzeugmaterialien mittels ultrakurzer Laserpulse erforscht und optimale Bearbeitungsregime gefunden. Die Kombination geeigneter Gravur- und Glättungsparameter sowie die Verwendung des Burstmodus im optimalen Fluenzbereich ermöglicht einen hochproduktiven Materialabtrag bei minimaler Anlagerung von Debris und minimaler Rauheit des Gravurbodens. Ebenfalls wurden Untersuchungen zu den bei der Ultrakurzpulslaserbearbeitung emittierten Röntgenstrahlung durchgeführt. Daraus resultiert eine gesteigerte Verantwortung für die Betreiber von Laseranlagen mit Ultrakurzpulslaser und den
Lasermaschinenbau.