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Die folgende Arbeit befasst sich mit der Strukturierung von Stahl mit ultrakurzen Laserpulsen im Burstmodus. Dabei wird untersucht inwiefern sich die Bearbeitungsparameter Fluenz, Pulsdauer und Laserpulse pro Burst hinsichtlich der erreichbaren Abtrageffizienz, Oberflächenrauheit und dem abgetragenen Materialvolumen auswirken.
Einfluss der Pulswiederholfrequenz auf die Ablation von Dielektrika mittels ultrakurzer Laserpulse
(2023)
In dieser Arbeit wurde der Einfluss der Fluenz, der Pulsanzahl und der Pulswiederholfrequenz bei der Strukturierung von Dielektrika mittels ultrakurzer Laserpulse untersucht. Es stand dabei ein Lasersystem mit einer emittierten Wellenlänge im Infrarot-Bereich und einer Pulsdauer von 200 fs zur Verfügung, um die Abhängigkeiten der Ablationsdurchmesser, der Ablationstiefe und des Ablationsvolumens von der Pulswiederholfrequenzen im kHz-, MHz- und GHz-Regime zu betrachten. Im Rahmen dieser Untersuchung wurde festgestellt, dass diese Größen, einschließlich der daraus ermittelten Ablationsschwellen und der Ablationsvolumina pro Laserpuls, von der Pulswiederholfrequenz abhängig sind. Dabei zeigte sich, dass die Ablationsschwellen mit steigender Pulsanzahl und zunehmender Pulswiederholfrequenz sinken. Zusätzlich konnten bei der Betrachtung der Ablationstiefen und -volumina im MHz- und GHZ-Regime Hinweise für Wechselwirkungen zwischen aufeinander folgenden Laserpulsen gefunden werden.
Es werden theoretische Grundlagen zur Laserpulsabscheidung und der eingesetzten Anlagentechnik, sowie Auswertungsverfahren kurz erläutert. Die Tantalhaftschichten werden mittels Ionengestützter Laserpulsabscheidung hergestellt und über Haftfestigkeitsprüfverfahren miteinander verglichen. Vergleichend wird ein CrSi2-SiC-WC-Haftschichtsystems dem gegenübergestellt. Im gleichen Zuge erfolgen Untersuchungen zur Realisierung einer homogenen Schichtabscheidung.