Publikation im Journal of Laser Applications als "featured publication with high interest" ausgezeichnet

22.02.2021 - Kategorie: Forschung & Entwicklung

Mittlere Oberflächenrauheit der erzeugten Strukturböden in Abhängigkeit von der Anzahl an Pulsen im MHz-, GHz- und BiBurst mit einer Gesamtfluenz von 50 J/cm² (links), 25 J/cm² (Mitte) sowie 10 J/cm² (rechts) pro Burst bei einer Pulsdauer von 0,24 ps.

In den letzten Jahren hat sich die Ultrakurzpuls-Burst-Modus-Technologie, d.h. das Aufteilen eines hochenergetischen ultrakurzen Einzelpulses in eine Vielzahl von hochfrequenten Sub-Pulsen in einer Puls-Gruppe, stetig weiterentwickelt. In bisher veröffentlichten Studien konnte sich der MHz-Burst-Modus durch eine Erhöhung der Effizienz bzw. der Produktivität und der GHz-Burst-Modus mittels eines nachfolgenden Glättungsprozesses durch exzellente Oberflächenqualitäten etablieren. Forschung und Entwicklung haben sich der Herausforderung gestellt, diese beiden Burst-Modi zu kombinieren, um deren jeweilige Vorteile in einem einzigen Verfahren, dem sogenannten BiBurst, für industrielle Anwendungen anbieten zu können.

Mit dem Ziel der Optimierung des Abtragsprozesses im Hinblick auf eine hohe Wirtschaftlichkeit bei gleichzeitig hervorragender Oberflächenqualität und Prozessstabilität hat die Forschungsgruppe Laserpulsabscheidung dünner Schichten & Lasermikrostrukturierung Untersuchungen auf Edelstahl mit allen drei vorgestellten Burst-Modi durchgeführt. Die Erkenntnisse dieser Studie wurden im Journal of Laser Applications mit dem Titel "Optimization of the ablation process using ultrashort pulsed laser radiation in different burst modes" mit Auszeichnung als "featured publication with high interest" publiziert.

In der vorgestellten Studie wurden die Ergebnisse aus früheren MHz- sowie GHz-Burst-Modus-Untersuchungen reproduziert und mit denen des BiBurst verglichen. Dabei stellte sich heraus, dass die Effizienz durch die Verwendung des BiBursts im Vergleich zum MHz-Burst-Modus mit Pulsdauern im Femtosekundenbereich etwas geringer ausfällt, die Oberflächenrauheit jedoch in einem breiten Prozessfenster mit den Ergebnissen des GHz-Burst-Modus vergleichbar niedrig ist. Schlussfolgernd kann, im Gegensatz zur dualen Bearbeitung bestehend aus MHz-Burst-Modus-Abtrag und GHz-Burst-Modus-Glätten, mit dem BiBurst-Modus die Bearbeitung in einem einzigen Arbeitsschritt abgeschlossen werden.