Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Nicht-thermische Mikrojustiertechnik mittels ultrakurzer Laserpulse



Datum: 06.10.2006


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr.h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. F. Vollertsen

Das Mikrojustieren mittels Laserstrahlung stellt ein flexibles Verfahren dar, um positionsempfindliche Komponenten hochgenau und berührungslos in bereits montiertem Zustand zu positionieren. Alle bisher dokumentierten und praktisch realisierten Laserstrahljustierprozesse basieren auf den Temperaturfeldern, die durch die Laserinteraktion während der Bearbeitung generiert werden und den Spannungs- und Dehnungseffekten, die dieser gezielte Wärmeeintrag hervorruft. Die thermischen Verfahren weisen jedoch einige prinzipbedingte Nachteile auf, welche sich besonders bei steigender Miniaturisierung der Aktorgeometrie zunehmend negativ bemerkbar machen. In der Arbeit wird daher durch theoretische und experimentelle Untersuchungen ein alternatives Verfahrenskonzept entwickelt, das ohne thermische Effekte auskommt. Da sich ultrakurze Laserpulse aufgrund ihrer speziellen, physikalischen Interaktionsmechanismen durch eine weitestgehend "kalte" Laser-Materie-Wechselwirkung auszeichnen, werden diese für das Verfahren eingesetzt, um durch nicht-thermischen Materialabtrag sowie eine geeignete Prozessführung eine Veränderung des Spannungszustands in den Aktoren zu erzeugen, der zu einer definierten und reproduzierbaren Deformation des Aktors führt. Der Prozessmechanismus basiert auf dem durch die Plasmaexpansion generierten, mechanischen Druckstoß, der bei der Ultrakurzpulslaserablation auf die Probenoberfläche ausgeübt wird.