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K: Kurzzeitphysik

K 3: Kurzzeitdynamik

K 3.2: Talk

Monday, March 9, 1998, 16:45–17:00, H8

Theoretische Untersuchungen zur Wechselwirkung ultrakurzer Laserpulse mit Metallen — •H.W. Bergmann ¹ und C. Körner ² — ¹Lehrstuhl Metallische Werkstoffe, Univ. Bayreuth — ²Lehrstuhl Werkstoffkunde und Technologie der Metallle, Univ. Erlangen

Ziel dieser Arbeit war die theoretische Beschreibung der Wechselwirkung ultrakurzer Laserpulse (< 1ns) mit metallischen Werkstoffen unter dem Gesichtspunkt einer präzisen, schädigungsarmen, abtragenden Bearbeitung. Ein geeigneter Ansatz für die Beschreibung der Thermalisierung und des Wärmetransportes ist das Zwei- Temperatur-Modell (ZTM), das zwischen Elektronen- und Gittertemperatur unterscheidet. Systematische Untersuchungen dieses Modells sowie ein Vergleich mit experimentellen Ergebnissen belegen, daß das ZTM mit dem Fourierschen Gesetz für den Wärmestrom als Grundkonzept zur Beschreibung der Thermalisierung und des Wärmetransportes bei ultrakurzen Laserpulsen für Fluenzen weit unterhalb der Ablationsschwelle ausreichend ist. Auf Grundlage des effektiven Potentialmodells, das die Wirkung eines heißen Elektronengases als reine Potentialänderung bzw. Bindungsschwächung auffaßt, ist es möglich ein Ablationsmodell für Metalle zu formulieren. Dies erlaubt Aussagen ?uber die Dynamik des Ablationsprozesses, Abtragsraten und Wärmeeinflußzonen in Abhängigkeit von Pulsdauer und Fluenz.