Energiedissipation bei der Wechselwirkung ultrakurzer Laserimpulse mit Festkörpern

Untersucht werden die Wechselwirkungsrnechanismen ultrakurzer Laserpulse mit Metallen, Halbleitern und Dielektrika im Bereich oberhalb der Schwellenergiedichte für den Materialabtrag. Verwendet wird ein diodengepumpter, modengekoppelter Nd:YAG-Laser mit einem nachgeschaltetem regenerativen Verstärker. Die Pulsdauer des Lasersysterns beträgt tp = 35 ps, die maximale Pulsenergie E = 1 mJ. Der Abtragsprozeß wird durch Hochgeschwindigkeitsphotographie und durch Pump und Probe-Untersuchungen analysiert. Die Hochgeschwindigkeitsphotographie detektiert im Streak-Modus die zeitliche Entwicklung des Plasmas bzw. Dampfes mit einer maximalen Zeitauflösung von Delta t = 20 ps. Bei den Pump und Probe-Untersuchungen wird der AbtragsprozeB mit einer zeitlichen Auflösung von Delta = 35 ps und einer lateralen Auflösung von Delta x = 1 mu m untersucht. Die Messungen erlauben eine detaillierte Charakterisierung z.B. des Schmelz-, Verdampfungs- und Wiedererstarrungsprozesses. Unabhängig vom bearbeiteten M aterial konnten Schockwellen in der Umgebungsatmosphäre nachgewiesen werden. Der Energiegehalt der Schockfront liegt zwischen 10 - 20 Prozent der Pulsenergie.