Erzeugung, Eigenschaften und Anwendungen von Nanostrukturen auf Glaswerkstoffen mittels Ultrakurzpulslaser

摘要

Laser-induzierte periodische Oberflachenstrukturen (engl.: "laser-induced periodic surface structures", kurz: LIPSS) wurden bezuglich ihres Entstehungsprozesses und ihrer Eigenschaften an verschiedenen technisch relevanten Glasern (Quarzglas, Borosilikatglas und Kalk-Natron-Silikatglas) untersucht. Hierzu wurde fs-Laserstrahlung (Pulsdauer τ = 300 fs, Laserwellenlange λ = 1025 nm) mit unterschiedlicher Laserspitzenfluenz, Pulszahl und Pulsfolgefrequenz verwendet. Die erzeugten Strukturen wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie und 2D-Fourier-Transformation der Mikroskopaufnahmen charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass LIPSS auf allen untersuchten Glasern hergestellt werden konnen. Die LIPSS-Bildung auf Kalk-Natron-Silikat-Glas wird durch eine merkliche Schmelzbildung bestimmt. Unterschiede zwischen den verschiedenen Glasern hinsichtlich der Strukturgrossen und Morphologie der auftretenden Strukturen wurden unter Berucksichtigung der temperaturabhangigen Viskositat diskutiert. Die Ergebnisse bilden eine wesentliche Grundlage fur die Herstellung massgeschneiderter LIPSS-basierter Oberflachenstrukturen fur verschiedene technische Anwendungen.