Lasermikro- und Nanostrukturierung

Unter Laserablation oder Photoablation versteht man den durch intensive Laserstrahlung ohne weitere Hilfsmittel bewirkten Materialabtrag. Im Allgemeinen werden hierfür gepulste Laser verwendet. Bei hinreichendem Verständnis dieses im Detail komplexen Prozesses kann man die Ablation zur gezielten Mikro- und Nanostrukturierung von Materialoberflächen einsetzen.

Reliefgitter in Ta2O5	Musterübertragung mittels Laser-Vorwärts-Transfer

Excimerlaser eignen sich aufgrund ihrer Strahleigenschaften zur Bearbeitung mittels Maskenprojektion. Das Bearbeitungsmuster wird in Form einer Maske in den Strahl eingebracht; durch Abbildung der Maske wird diese Struktur als Abtragsmuster auf der Werkstückoberfläche reproduziert. So können einfache Lochraster gebohrt, mikrofluidische Kanäle gezogen oder auch komplexe, optische wirksame Reliefstrukturen hergestellt werden. Die Wellenlänge der Excimerlaser im ultravioletten Spektralbereich ermöglicht dabei Strukturdetails mit Abmessungen von weniger als 100 nm.

Nanostrukturierte Quarzglasoberfläche	Ablationskante bei der Schichtstrukturierung

Die Kernkompetenzen liegen in den Bereichen der Mikro- und Nano-Laserstrukturierung mit Lasern kurzer Wellenlängen (193 nm und 157 nm) und kurzer Pulsdauer (0.5 ps bei 248 nm). Einen Schwerpunkt bildet dabei die Bearbeitung optischer Materialien (Glas, Quarz, optische Schichten).

Weiterführende Information:

J. Ihlemann
Laser Micromachining
In: Laser Materials Processing – Fundamentals, Applications and Developments, P. Schaaf Editor,
Springer Series in Materials Science 139, 169-187, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2010