UNTERSUCHUNGEN ZUR LASERINDUZIERTERN ERZEUGUNG

UNTERSUCHUNGEN ZUR LASERINDUZIERTERN ERZEUGUNG VON
MIKROKAVITÄTEN IN PMMA
1
Tina Viertel1, Robby Ebert1, Marcus Olbrich1, Jens Bliedtner2
Laserinstitut Hochschule Mittweida, Technikumplatz 17, D-09648 Mittweida
2
Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Carl-Zeiss-Promenade 2, D-07745 Jena
In dieser Veröffentlichung werden grundlegende Ergebnisse zur Erzeugung von Mikrokavitäten in PMMA mit
ultrakurz-gepulster Laserstrahlung vorgestellt (λ = 1.030 nmH = 180 fs). Durch eine starke Fokussierung der
Laserstrahlung über ein Mikroskopobjektiv auf einen Fokusdurchmesser von 1,6 µm wurden über den Prozess der
Mehrphotonenabsorption Mikroexplosionen induziert, die schließlich zur Generierung von Mikrokavitäten führten.
Die Abhängigkeit der Größe dieser Kavitäten von der Pulsenergie bzw. Intensität sowie der Einfluss der Aberration auf
die axiale Ausdehnung der Kavitäten mit steigender Materialtiefe wurde simuliert und untersucht. Durch Nutzung
gegenläufiger Effekte konnte eine optimale Pulsenergie gefunden werden, mit der in allen untersuchten Tiefen
Kavitäten gleicher axialer Ausdehnung erzeugt werden konnten. Es wurden weiterhin Schwellintensitäten für die
Erzeugung von Kavitäten in den verschiedenen Tiefen bestimmt. Der kleinste Kavitätendurchmesser betrug ca. 600 nm.
In this paper, the results of void generation in transparent polymer with ultrashort pulse laser radiation were presented
(λ = 1.030 nmH = 180 fs). By tightly focusing the laser radiation to a diameter of 1,6 µm, using a microscope
objective, through the process of multiphoton absorption micro explosions were induced, which finally generated micro
voids. The dependence of the void size on the pulse energy and the influence of aberration on the axial expansion with
increasing material depth were simulated and investigated. By the use of opposing effects there was a pulse energy
found, by which the axial expansion for all investigated material depths was equal. There were also determined the
threshold intensities for void generation for different material depths. The smallest void diameter amount to
approximately 600 nm.
100 nJ
200 nJ
300 nJ
400 nJ
Abbildung 1: Schliffbild von Mikrodefekten unter Variation der Pulsenergie in verschiedenen Materialtiefen (erste Ebene 70 µm im Material, alle
weiteren im Abstand von 40 µm) Figure 1: Side-view of the voids, variation on pulse energy in different material depths (first level 70 µm in the
material, all others in a distance from 40 µm)

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