Dynamische Laser-Mikroperforation mit single-mode Faserlaser

Die dynamische Laser-Mikroperforation kann zur Herstellung von Mikrosieben aus Edelstahl eingesetzt werden. Zu diesem Zweck wird in der vorliegenden Arbeit ein single mode Faserlaser verwendet. Durch die beugungsbegrenzte Strahlqualität und die im Vergleich mit single-mode Nd:YAG-Lasern hohe Ausgangsleistung kann eine große Abtragsgeschwindigkeit erzielt werden. Die Wechselwirkung zwischen der hochbrillanten Laserstrahlung und dem bearbeiteten Edelstahl wird anhand der experimentell ermittelten und numerisch modellierten Abtragsgeschwindigkeit erforscht. Im numerischen Modellierungsansatz werden verschiedene Kombinationen von einzelnen Verlustmechanismen betrachtet, bspw. Mie-Streuung, Inverse Bremsstrahlung und Reflexion. Durch den Vergleich der verschiedenen berechneten und experimentell ermittelten Abtragsgeschwindigkeiten wird gezeigt, dass Mie-Streuung unter den betrachteten experimentellen Randbedingungen den größten Verlustmechanismus darstellt. Trotz dieser Verluste können bei der dynamischen Laser-Mikroperforation mit single -mode Faserlasern Perforationsraten von mehr als 50 000 Bohrungen pro Sekunde erzielt werden.