Gasphaseneinflüsse beim Abtragen und Bohren mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung

Kurzfassung

Inhalt

Liste der verwendeten Symbole

Extended Abstract

1 Einleitung

1.1 Laser in der Fertigungstechnik

1.2 Abtragende Laserverfahren

1.3 Motivation und Zielsetzung der Arbeit

2 Grundlagen abtragender Laserverfahren

2.1 Abtragen mit gepulster Laserstrahlung

2.2 Laserinduzierte Plasmen

2.3 Modellvorstellungen zum Laserbohren

2.4 Materialabtrag bei kurzen und ultrakurzen Pulsen

3 Experimentelle Methoden

3.1 Lasersysteme

3.2 Energietransmission

3.3 Spektroskopie des Strahlprofils

3.4 Bildgebende Verfahren zur Plasmacharakterisierung

4 Luftdurchbruch und nichtlineare Wechselwirkung

4.1 Gasdurchbruch im Fokus ultrakurzer Laserpulse

4.2 Entstehung des Luftdurchbruchs

4.3 Luftdurchbruch als hochionisiertes Plasma

4.4 Fernfeld-Strahlprofile fokussierter ultrakurzer Pulse

4.5 Wellenlängenkonversion im Luftdurchbruch

4.6 Entstehungsregion der Conical Emission

4.7 Einfluss der Atmosphäre auf dieWechselwirkung

4.8 Ursache der Conical Emission

5 Dynamik der Materialdampf- und Plasmawolken

5.1 Stoßwellenexpansion und Energieinhalt

5.2 Dampfausbreitung – Verbleib der Ablationsprodukte

5.3 Charakterisierung von Prozessparametern

6 Einflüsse repetierend gepulster Bearbeitung

6.1 Transmissionsmessungen bei Pulszügen

6.2 Ablationsdynamik für unterschiedliche Pulszahlen

6.3 Einfluss der Repetitionsrate

6.4 Spektroskopie am laserinduzierten Plasma

6.5 Erweiterung des Bohrmodells

7 Einflüsse der Umgebungsatmosphäre

7.1 Abtragsraten bei reduziertem Atmosphärendruck

7.2 Atmosphäreneinfluss auf die Bohrungsgeometrie

7.3 Effizienzsteigerung beim Laserbohren

8 Zusammenfassung und Ausblick

Literatur– und Quellenverzeichnis

Anhang

A.1 Sedov–Taylor-Modell zur Stoßwellenausbreitung

A.2 Ergänzende experimentelle Daten für repetierend gepulste Bearbeitung

Danksagung