Diese Arbeit hat die Erweiterung des Verständnisses der physikalisch-chemischen Grundlagen zum Ziel, die die Wechselwirkung von intensiver Laserstrahlung mit organischem Material bestimmen. Dazu wird die Abhängigkeit des Abtragsverhaltens von der Pulsdauer bei der Mikromaterialbearbeitung von Polymeren mit ultrakurzen UV-Laserpulsen mit einer Pulsdauervariation über insgesamt 6 Größenordnungen untersucht. Es wird großer Wert auf die theoretischen und praktischen Grundlagen der Erzeugung, Dehnung und Komprimierung ultrakurzer UV-Laserpulse gelegt. Die Arbeit schließt mit der Diskussion der experimentellen Ergebnisse anhand numerischer Simulationen auf der Grundlage von Ratengleichungsmodellen, die unter Berücksichtigung der möglichen physikalisch-chemischen Prozesse entwickelt werden.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Grundlagen
- 2.1 Grundlegende Begriffe der Photoablation
- 2.2 Polymere
- 2.3 Laserpuls-Formung durch GVD
- 2.3.1 Parallele Gitter
- 2.3.2 Prismen
- 3 Experiment
- 3.1 Experimenteller Aufbau
- 3.1.1 Das Kurzpuls-Lasersystem
- 3.1.2 Pulsverlängerung
- 3.1.2.1 Messung der Pulsdauer
- 3.1.3 Pulsverkürzung
- 3.1.3.1 Messung der Pulsdauer
- 3.1.4 Bestrahlungsoptik
- 3.1.5 Der Gesamtaufbau
- 3.2 Durchführung und Auswertung
- 3.2.1 Ablauf der Bestrahlungsexperimente
- 3.2.2 Untersuchung der Proben
- 3.2.3 Auswertung
- 3.1 Experimenteller Aufbau
- 4 Ergebnisse und Diskussion
- 4.1 Abtragsraten
- 4.2 Abtragsmorphologie
- 4.3 Physikalisch-chemische Prozesse
- 4.4 Numerische Modellierung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit befasst sich mit der Photoablation von Polymeren unter Variation der Pulsdauer im Femto- und Pikosekundenbereich. Ziel ist es, durch systematische Variation der Pulsdauer Rückschlüsse auf die beteiligten physikalisch-chemischen Prozesse zu ziehen. Dabei steht die Realisation eines Aufbaus im Vordergrund, der eine einfache und effektive Variation der Pulsdauer in diesem Bereich ermöglicht.
- Untersuchung der Abhängigkeit des Abtragsverhaltens von der Pulsdauer im Subnanosekundenbereich.
- Entwicklung eines experimentellen Aufbaus zur effektiven Variation der Pulsdauer im Femto- und Pikosekundenbereich.
- Analyse der Abtragsraten und der Abtragsmorphologie in Abhängigkeit von der Pulsdauer.
- Erarbeitung von Modellen zur Beschreibung der physikalisch-chemischen Prozesse bei der Photoablation.
- Numerische Simulation der experimentellen Ergebnisse.
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel bietet eine Einführung in das Thema der Photoablation von Polymeren und beleuchtet die Relevanz dieses Forschungsgebiets für verschiedene Anwendungen.
Kapitel 2 widmet sich den Grundlagen der Photoablation, einschließlich der Definition relevanter Begriffe wie Ablation, Fluenz und Abtragsrate. Zudem werden verschiedene Aspekte der Laserpuls-Formung durch GVD erläutert.
Kapitel 3 beschreibt den experimentellen Aufbau, der zur Untersuchung der Photoablation von Polymeren bei variabler Pulsdauer verwendet wurde. Der Aufbau umfasst ein Kurzpuls-Lasersystem, Möglichkeiten zur Pulsverlängerung und Pulsverkürzung, sowie eine Bestrahlungsoptik.
In Kapitel 4 werden die Ergebnisse der Bestrahlungsexperimente präsentiert und diskutiert. Dabei stehen die Abtragsraten, die Abtragsmorphologie, die physikalisch-chemischen Prozesse und die numerische Modellierung im Fokus.
Schlüsselwörter
Photoablation, Polymere, Pulsdauer, Femtosekunden, Pikosekunden, Abtragsrate, Abtragsmorphologie, physikalisch-chemische Prozesse, numerische Modellierung.
- Arbeit zitieren
- Frank Beinhorn (Autor:in), 1997, Photoablation von Polymeren unter Variation der Pulsdauer im ps-/fs-Bereich, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/45174
