Funktionsweise

Voraussetzung für die Mikrostrukturierung eines Materials mit einem Laser ist, dass das Laserlicht zumindest zum Teil von dem Material absorbiert wird, d.h. dass das
Material die vom Laserlicht transportierte Energie aufnimmt.
Durch die Aufnahme der Energie erwärmt sich das Material lokal, je nach Energiemenge kann es schmelzen, verdampfen oder chemisch zersetzt werden.
Soll Material abgetragen werden, muss die Energiedichte groß genug sein, um das Material zu verdampfen und somit von der Probe zu entfernen.

Dieser Prozess wird Ablation genannt, das verdampfte Material setzt sich zum Teil außerhalb des Laserfokus wieder ab und bildet ein Randmuster, Corona genannt.

Das untenstehende Photo zeigt eine in der Mitte vollständig abgetragene Folie (weißer Bereich) mit Corona aus Kohlenstoff (dunkler Rand um den weißen Bereich).

Um die hohen Energiedichten zu erreichen, werden gepulste Laser mit einer hohen Intensität und einer kurzen Pulsdauer (im Bereich von Nanosekunden) verwendet.
Der von uns verwendete Stickstoffaser hat eine Pulsfrequenz von wenigen Hertz, somit kann sehr einfach bestimmt werden, wie viele Pulse für eine Veränderung des Materials notwendig sind, beispielweise werden etwa 30 Pulse benötigt, um eine 12,5 μm Dicke Kapton-Folie vollständig abzutragen.