Dreidimensionale Mikrostrukturierung von grossen Oberflachen fur Druck- und Prageanwendungen mit Hochleistungs-Ultrakurzpulslaser

摘要

Die Verfugbarkeit von Hochleistungs-Ultrakurzpulslaserstrahlquellen mit hohen Repetitionsraten ermoglicht eine 3D-Mikrostrukturierung von grossformatigen Metalloberflachen fur Prage- und Druckanwendungen. In dieser Arbeit ist ein Slab-basiertes MOPA ps-Laser System mit Fluencen von bis zu 30 J/cm~2 und Pulsfolgefrequenzen von bis zu 10,7 MHz zur Strukturierung von Kupfer-Zylinderoberflachen untersucht worden. Um eine hohe Abtragqualitat zu erzielen, muss von Anfang an eine Summierung von prozessbedingten Storstellen im Abtraggebiet vermieden werden. Dies kann nur durch eine gleichbleibend hohe Qualitat der Abtragschichten erreicht werden. Um einen "kalten" Ablationsprozess auch bei hohen Repetitionsraten zu gewahrleisten, sind schnelle Spotbewegungen zur Separierung der einzelnen Pulse notwendig. Es wurden zwei Scan-Methoden (bis 65m/s) evaluiert. Es konnten 3D-Mikrostrukturen mit Ablationsraten von 20 mm~3/min, lateralen Auflosungen von >2 μm und einer Tiefenauflosung von >200 nm erzielt werden. Neben der Herstellung von Tiefdruckzylindern fur den Sicherheitsdruck (z. B. Intaglio) sind auch Pragezylinder im Bereich funktionaler Oberflachen strukturiert worden.