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Kurzzeit-Schattenfotografie generiert Prozessverständnis beim Abtrag mit Burst-Pulsen

Am IFSW wurden zur Klärung des Abtragverhaltens bei der Bearbeitung mit ultrakurzen Burst-Pulsen Schattenfotografie-Aufnahmen durchgeführt.

Gegenstand der Untersuchung war das Phänomen, dass beim Abtragen von Metallen mit zwei aufeinanderfolgenden Pulsen (Burst-Pulse) das abgetragene Volumen signifikant reduziert wird, wenn der zeitliche Abstand dieser Pulse im Bereich weniger Nanosekunden und kürzer liegt.

Die durchgeführten Messungen erhärten die These, dass Material, das durch einen ersten Puls abgetragen wurde, nach Applikation eines zweiten Laserpulses im Abstand von 12 ns wieder redeponiert wird. Dieser Vorstellung wurde bereits in der Literatur diskutiert und numerisch beschrieben [1].

Die vor kurzem durchgeführten Untersuchungen am IFSW weisen diesen Effekt nun experimentell nach. Weiterhin wurde beobachtet, dass nach einem dritten Puls deutlich mehr Masse in der entstehenden Wolke aus ablatiertem Material enthalten ist als nach dem ersten Puls [2].

Kontakt: Daniel Förster, Rudolf Weber

[1] M. E. Povarnitsyn et al., “Suppression of ablation in femtosecond double-pulse experiments”, Phys. Rev. Lett. 103 (2009) 195002.

[2] D. J. Förster et al., “Shielding effects and re-deposition of material during processing of metals with bursts of ultra-short laser pulses”, Appl. Surface. Sci., 440, 926-931 (2018).