Augsburg 2006 – wissenschaftliches Programm

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K: Kurzzeitphysik

K 10: Laseranwendungen und Lasermaterialbearbeitung

K 10.2: Vortrag

Donnerstag, 30. März 2006, 12:30–12:45, 1003

Untersuchung von Riffeln mit Subwellenlängenperiodizität erzeugt durch stark fokussierte Femtosekundenlaserstrahlung auf verschiedenen Materialien — •Ralph Wagner und Jens Gottmann — Lehrstuhl für Lasertechnik, RWTH Aachen, Steinbachstraße 15, 52074Aachen

Beim Abtragen mit auf kleine Strahltaille (Ø 1µ m) fokussierter Femtosekundenlaserstrahlung (τ=100fs, λ=800nm, 400nm & 266nm) treten Riffel, d.i. laser-induzierte periodischen Oberflächenstrukturen (engl. LIPSS), mit einer Periodizität Λ auf, welche kleiner als die verwendeten Wellenlänge λ ist und vom bearbeiteten Material abhängt. Untersuchte Materialien sind Diamant, Gold, Kupfer, Lithiumfluorid, Lithiumniobat, Magnesiumfluorid, Polytetrafluorethylen, Quarzglas, Saphir, Silizium und Zirkonoxid. Die Riffel sind senkrecht zur Polarisationsrichtung der Laserstrahlung orientiert. Das Riffelmuster setzt sich, unabhängig von der Scanrichtung relativ zur Polarisationsrichtung, kohärent über mehrere überlappende Pulse fort. Untersucht wurden die Abhängigkeit des Riffelabstands Λ vom bearbeiteten Material, vom lateralem Pulsabstand, der Wellenlänge, der Laserpulsrepetionsrate, sowie der numerischen Apertur des zur Fokussierung verwendeten Objektivs. Ergebnisse über die Entwicklung der Riffel mit zunehmender Pulszahl werden gezeigt. Einige mögliche Modelle für das Entstehen der Riffel werden diskutiert und der Theorie für die Entstehung von Riffeln mit einer der Wellenlänge entsprechenden Periodizität gegenübergestellt. Mögliche Anwendungen werden aufgezeigt.