Transparente Materialien

Die präzise, hochauflösende Laserstrukturierung von transparenten Materialien wie Glas oder auch transparenten Kunststoffen oder Kristallen stellt eine große Herausforderung dar. Diese Materialien sind oft über weite Wellenlängenbereiche vom nahen UV über den sichtbaren Spektralbereich bis ins nahe Infrarot transparent. Daher werden zur abtragenden Strukturierung von Glas im fernen IR oder im tiefen UV emittierende Laser eingesetzt. Da die Strukturauflösung mit der Wellenlänge skaliert, sind IR-Laser nicht für eine µm- oder sub-µm-Strukturierung geeignet, so dass hierfür UV-Laser eingesetzt werden müssen. Während einige hochbrechende, bleihaltige Gläser schon bei 248 nm eine hinreichende Absorption aufweisen, setzt für die meisten Silikatgläser eine starke Absorption erst unter 200 nm ein. Daher ist der ArF-Excimerlaser mit 193 nm Wellenlänge optimal geeignet, um kontrollierte, rissfreie Strukturen mit hoher Auflösung zu erzeugen. Oberflächenreliefgitter in Form von linearen oder gekreuzten Mustern lassen sich durch Maskenprojektion oder Interferenzverfahren ablativ herstellen. Anwendungen finden sich in der Funktionalisierung und in der diffraktiven Markierung von Glasoberflächen.

 

Weiterführende Information:

M. Wiesner, J. Ihlemann:
High resolution patterning of sapphire by F2-laser ablation Applied Physics A 103, 51 (2011)

R. Karstens, A. Gödecke, A. Prießner, J. Ihlemann:
Fabrication of 250-nm-hole arrays in glass and fused silica by UV laser ablation Optics and Laser Technology 83, 16 (2016)

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