Physikalische Untersuchung des selbstinduzierten Fokusversatzes während der Photodisruption mit ultrakurzen Laserpulsen

• Antragsteller: Dr. Tammo Ripken
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 269706059

Bei der fs-Laser-gestützten Bearbeitung von optisch transparenten Materialien kommt es zu einer bislang nicht näher beschriebenen und bislang ungeklärten axialen Verschiebung des Laserfokus dem Strahlengang entgegen. Dadurch kann die theoretische Präzision im Bereich der Fokusgröße nicht erreicht werden. Vielmehr werden axiale Versatze bis hin zu einigen zehn Mikrometern gemessen. Bislang wird dieser Effekt rein phänomenologisch unterdrückt, in dem die Ablenk- und Pulsfolgeparameter so gewählt werden, dass dieser Effekt vermieden werden kann. Eine Erklärung wird in der Anwendung von ultrakurzen Laserpulsen bislang nicht nachgefragt. In vorliegendem Antrag zur Sachbeihilfe soll dieses Phänomen erklärt werden und daraus eine systematische Vermeidung dieses Effekts abgeleitet werden. Dazu wird eine Analyse der optischen Dichte betreffender Materialien während des Schneidprozesses erfolgen. Weiterhin wird untersucht, inwieweit Vorgängerpulse das Material so beeinflusse, dass die Durchbruchsschwelle für die Folgepulse reduziert wird. Parallel werden die Messungen durch Simulationen untermauert. Anhand einer Vielzahl von Materialien wird der Effekt systematisch kategorisiert und so auf grundlegende physikalische Materialeigenschaften zurückgeführt. Darüber kann in der Zukunft eine zielgerichtete Vermeidung dieser erheblichen Beeinträchtigung der Schnittqualität erfolgen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Holger Lubatschowski; Professor Dr. Matthias Ochs