Forschungs - Laser- und Medizin-Technologie GmbH

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Die hohe Spitzenintensität von ultrakurzen
fokussierten Laserpulsen ruft eine gezielte
und lokal begrenzbare Materialreaktion
hervor, beispielsweise im Innern einer
400-µm-Quarzfaser mit Buffer. Es können
ohne Rissbildung gezielt Mikrometer große
Gefügeänderung induziert werden, die
in der Quarzfaser als Streuzentren fungieren.
In der Faser geführte Laserstrahlung
kann so – praktisch absorptionsfrei –
seitlich aus der Faser diffus abgestrahlt
werden. Der Herstellungsprozess ist automatisierbar,
so dass der bisherige hohe
manuelle Aufwand bei der Fertigung flexibler
Applikatoren mit einer Silikonmatrix
entfällt. Die Bearbeitung kann online
Oben: Prinzipskizze zur Einbringung von Streuzentren
in eine Quarzfaser mittels ultrakurz gepulster
Laserstrahlung. Unten: Beispiel einer 400-µm-
Quarzfaser nach der Einbringung von Streuzentren
mit zunehmender Tiefe (die Verteilung der
Streuzentren erfolgt entlang einer Spiralbahn, die
im Durchmesser von links nach rechts abnimmt).
Ein in der bearbeiteten Quarzfaser geführter roter
Lichtstrahl eines Diodenlasers wird rotationssymmetrisch
seitlich ausgekoppelt.
Angewandte Lasertechnik
verfolgt und gesteuert werden und theoretisch
mit dem Fasermaterial „von der
Rolle“ durchgeführt werden. Der wesentliche
Schritt zur Herstellung eines Applikators
könnte in weniger als einer Minute
erfolgen. Bei Einhaltung der relevanten
Prozessparameter werden besser reproduzierbare
Herstellungsergebnisse mit
deutlich geringerer Ausschussrate erwartet.
NÄCHSTE SCHRITTE
In einem AiF-IGF-Forschungsvorhaben mit
voraussichtlichen Starttermin Januar 2011
wird in Kooperation mit dem Max-Born-Institut,
Berlin, die präzise, reproduzierbare
Einbringung und Verteilung von Mikromodifikationen
in das Innere eines Werkstoffs
mittels ultrakurzer Pulse untersucht. Die
wissenschaftlich-technischen Projektziele
in diesem Vorhaben sind:
•
David Ashkenasi, Andreas Lemke
Spannungsfreie und
spannungsarme Innenmarkierung
Charakterisierung der laserinduzierten
Mikromodifikationen:
– Außenstruktur (Durchmesser, Tiefenausdehnung)
– Struktur im Inneren (Nano-Cracks,
Kavitäten)
– Dichteverteilung
– Brechungsindexänderung
– Materialabhängigkeiten (Quarz, Kalk-
Natron-Glas, n-BK7, Polycarbonat)
– Zeitaufgelöste Untersuchungen zur
Entstehung
– Möglichkeiten einer Online-Kontrolle