Adaptive material processing with the help of shaped ultrashort light pulses

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Experimente zur Optimierung von Werkstoffbearbeitungsprozessen mit einem adaptiven Femtosekunden-Lasersystem werden beantragt. Am Beispiel einiger ausgewählter dielektrischer Werkstoffe soll gezeigt werden, wie mit Hilfe der Steuerung der zeitlichen Energiestromdichteverteilung von Femtosekunden-Laserpulsen eine Optimierung von Werkstoffbearbeitungsprozessen hinsichtlich eines höheren Prozesswirkungsgrads und höherer Qualität für die Mikrostrukturierung erzielt werden kann. Ein durch Phasenmodulation geformter Femtosekunden-Laserpuls induziert den Ablationsprozess. Die Ablationseffizienz wird mit optischen Nachweisverfahren instantan gemessen. Diese Information wird von einem Optimierungsalgorithmus bewertet und das gewonnene Wissen direkt zur Berechnung neuer, besserer Laserpulsformen benutzt. Ein computergesteuerter Pulsformer setzt die berechnete in eine reale Laserpulsform um. Die resultierende Ablationseffizienz wird erneut gemessen, bewertet und wiederum eine neue verbesserte Laserpulsform generiert. Diese Iterationsschritte werden sukzessive angewendet. Damit ist es möglich, bei gleichbleibender Pulsenergie eine optimierte Laserpulsform mit hoher Ablationseffizienz zu ermitteln. Die Analyse der optmierten Laserpulsformen gibt Hinweise auf die primären physikalischen Ablationsprozesse.