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In dieser Arbeit wird der Einfluss des Doppelpuls-Zeitdelays ultrakurz gepulster Laserstrahlung auf die Ablation von dünnen Edelstahlschichten mithilfe von fluenzabhängigen Abtragsuntersuchungen evaluiert. Anhand der Messergebnisse konnten Abhängigkeiten in Bezug auf den Abtragsdurchmesser, die Abtragstiefe und die Schwellfluenz ermittelt werden, weshalb mittels orts- und zeitaufgelöster, vorder- und rückseitiger Pump-Probe Reflektometriemessungen anschließend die Ursachen für diese Abhängigkeiten grundlegend untersucht und die Ergebnisse diskutiert werden. Zur weiteren Auswertung und Diskussion der Messergebnisse dient der simulierte orts- und zeitaufgelöste Verlauf der Elektronen- und Phononentemperatur entlang der Schichtdicke.
Die Masterarbeit behandelt die Laserbearbeitung von 1.4301 Edelstahl unter einer Wasserschicht mit ultrakurzen und ns-Pulsen im NIR. Die Ergebnisse werden in Bezug auf Abtrageffizienz und Qualität mit denen an Normalatmosphäre erreichten Ergebnissen verglichen. Weiterhin enthält die Arbeit ergänzende Untersuchungen, beispielsweise über das Transmissionsverhalten der Laserstrahlung, die Blasenbildung oder den Fokusshift in Wasseratmosphäre zur Erweiterung des Prozessverständnisses über das Laserabtragen in Wasser.
In der vorliegenden Arbeit werden Grundlagenuntersuchung zum Schmelzen von Papier unter Zuhilfenahme von Laserstrahlung präsentiert. Zum Einen werden Bestrahlungsexperimente von Papier mit CO-Laserstrahlung durchgeführt. Dabei wird auf fluenzabhängige Wechselwirkungsregime, spektroskopische Veränderungen infolge der Bestrahlung sowie auf die Dynamik der Pyrolyse eingegangen. Zum Zweiten wird die resonante Anregung von Molekülschwingungen mittels Laserstrahlung durchstimmbarer Wellenlänge thematisiert. Zuletzt werden Ergebnisse der Kombination von Druck und Laserstrahlung präsentiert. Diese dienen der Reproduzierung und Weiterentwicklung von bereits veröffentlichten Untersuchungsergebnissen. Auf Basis des aktuellen Kenntnisstandes ist ein Schmelzen von Cellulose nicht möglich.
Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Analyse von laserinduzierten
Kavitäten in Silizium. Die Bearbeitung erfolgt mittels einem Faserlaser mit einer
Wellenlänge von 1064 nm. Dabei werden modifizierte Bereiche durch Einzel-pulse unter Variation der Pulsenergie, Pulsdauer und Pulsabstand im Inneren
von Siliziumproben erzeugt. Untersuchungsziel ist es Schwellwerte zu ermitteln,
wo eine Dichteumformung bis hin zur Erzeugung von Kavitäten ohne innerliche
und äußerliche Beschädigung des Siliziumwafers stattfindet.
Die vorliegende Arbeit präsentiert Ergebnisse der Untersuchungen zum Einfluss der Laserstrahleigenschaften Pulsdauer, Wellenlänge und Fluenz auf die gezielte Modifizierung von diamantähnlichen Schichtsystemen. Ziel war es, einen Zusammenhang zwischen den eingesetzten Kombinationen aus Strahlparametern und den entstandenen Strukturen zu finden und darzustellen.
Der Grad der Ausprägung der Graphitisierung wies eine starke Abhängigkeit von der Pulsdauer sowie der Fluenz auf. Da die Modifizierung von diamantähnlichen Schichten ein primär thermischer Prozess ist, hängt dies stark vom Energieübertrag des Laserstrahls an das Atomgitter ab. Weiterhin wurde nur eine geringe Abhängigkeit von der Wellenlänge nachgewiesen. Insgesamt konnte jedoch mit steigender Pulsdauer, Fluenz bzw. Wellenlänge eine zunehmende Graphitisierung beobachtet werden.
Die erzeugten Strukturierungen wiesen größtenteils erhöhte Reibwerte und Verschleißkoeffizienten im Vergleich zur unstrukturierten Referenz auf. Hauptursache hierfür ist das untersuchte Lastregime, welches zur Ausbildung von neuen reibungsbegünstigenden Oberflächentopografien führte.