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Ultrakurzpulslaser Bearbeitung

Ultrakurzpulslaser (UKPL) mit Pulsdauern im Bereich von piko- bis femtosekunden (<10 ps) haben ein hohes Potential zum Einsatz in der Materialbearbeitung.

Neben den allgemeinen Vorteilen der Lasermaterialbearbeitung wie berührungslose, verschleißfreie und flexible Bearbeitung, bieten UKPL weitere Vorteile. Hierzu gehören hauptsächlich die niedrige thermische Wechselwirkung zwischen dem Material und dem Laserstrahl und die hohen erreichbaren Spitzenintensitäten aufgrund der kurzen Pulsdauer. Diese ermöglicht es den thermischen Einfluss während der Bearbeitung zu minimieren und somit eine hohe Präzision zu erreichen. Die Anwendungen von UKPL am Lehrstuhl für Laseranwendungstechnik sind vielfältig:

  • Herstellung von Nanopartikel
  • Gezielte Bearbeitung und Funktionalisierung von Oberflächen, z.B. durch laserinduzierte periodische Strukturen bzw. LIPSS (engl. für laser-induced periodic structures) oder Härten bzw. LSP (engl. für laser shock peening)
  • Selektive Bearbeitung und Abtrag dünner Schichten, wie z.B. Abtrag von Graphen Monolagen, selektive Graphenoxid Reduktion oder Herstellung organischer Solarzellen auf flexiblen Substraten. Graphen, bestehend aus einer Monologe Kohlenstoff, weist außerordentliche Eigenschaften auf, welches das Material vielversprechend für verschiedene Anwendungen macht. Am Lehrstuhl für Laseranwendungstechnik soll Graphen als Elektrodenmaterial für MOTFTs (engl. für metal oxide thin film transistors) eingesetzt werden.

 

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Ausgewählte Publikationen:

  • Kanitz, A., Hoppius, J. S., del Mar Sanz, M., Maicas, M., Ostendorf, A. and Gurevich, E. L. (2017), Synthesis of Magnetic Nanoparticles by Ultrashort Pulsed Laser Ablation of Iron in Different Liquids. ChemPhysChem.
    DOI: 10.1002/cphc.201601252
  • S. Maragkaki, et al., Wavelength dependence of picosecond laser-induced periodic surface structures on copper, Appl.Surf.Sci. (2017)
    DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.02.068
  • Jyotsna Dutta Majumdar et al., Investigation on femto-second laser irradiation assisted shock peening of medium carbon (0.4% C) steel, Appl.Surf.Sci. Vol. 364
    DOI: 10.1016/j.apsusc.2015.12.058
  • S. Abreu Fernandes et al., Femtosecond laser ablation of ITO/ZnO for thin film solar cells, Physics Procedia 41 ( 2013 ) 802 – 809
    DOI: 10.1016/j.phpro.2013.03.151
  • “Selective Femtosecond Laser Ablation of Graphene for Its Micro-Patterning,” M. Kasischke, S. Maragkaki, E. Subasi, and A. Ostendorf, ICALEO Congress Proceedings 2016 - 35th International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics, San Diego, CA, USA; 10/2016
  • "Selective Ablation of Thin Films by Ultrashort Laser Pulses," Shizhou Xiao, BenjaminSchöps, Andreas Ostendorf, Physics Procedia, Volume 39, 2012, Pages 594-602
    DOI: 10.1016/j.phpro.2012.10.078