Grundlagenuntersuchungen zur Engergieeinkopplung beim Mikrobohren mit Laserstrahlung

• Applicant: Professor Dr. Thomas Graf
• Subject Area: Production Automation and Assembly Technology
• Term: from 2009 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 115240741

Die zunehmende industrielle Bedeutung des Lasers zur Fertigung von Mikrobohrungen ist auf die Möglichkeit der Erstellung von extrem kleinen Strukturen mit hoher Präzision zurückzuführen. Die theoretische Beschreibung des Prozesses ist schwierig, da eine Vielzahl von physikalischen Effekten berücksichtigt werden muss. Das Ziel dieses Projektes ist es, elementare Erkenntnisse über die Strahlpropagation und Energieeinkopplung innerhalb von kleinen Bohrungen zu erhalten und das effiziente Raytracingverfahren um die Berücksichtigung von rauen Oberflächen und Beugungseffekten zu erweitern. Dazu muss auf wellenoptische Methoden bis hin zur numerischen Modellierung der Maxwellgleichungen zurückgegriffen werden, was erst durch die heutzutage vorhandenen leistungsfähigen Computer auch für reale Bohrlochgeometrien möglich ist. Ein genaueres Verständnis der Strahlpropagation und einer ortsaufgelösten Energieeinkopplung in die Bohrungswände trägt dazu bei, den Multipuls- Laserbohrprozess zu modellieren, so dass zukünftige Aktivitäten in diesem Bereich bezüglich Energieeinkopplung auf eine gesicherte Basis gestellt werden können. Dazu werden experimentelle Untersuchungen sowohl zur Evaluierung der Reflexionseigenschaften der Bohrungswände als auch zum Auffinden eines geeigneten Bohrparameterbereichs ohne störende Einflüsse durchgeführt. Die gewonnen Erkenntnisse, insbesondere auch der Einfluss der Oberflächenrauheit auf die Absorptions- und Reflexionseigenschaften, sind auch für andere Materialbearbeitungsprozesse mit Lasern von hohem Interesse.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Peter Berger