Laserzerstörschwelle (LIDT)

Langpuls- und Dauerstrichlaser (cw)

Langpuls mit hoher mittlerer Leistung

Langpuls mit hoher mittlerer Leistung

• Absorption aufgrund von Verunreinigungen, strukturellen Defekten oder intrinsischen Materialeigenschaften führt zu lokaler Erwärmung und thermischer Zerstörung.
• Die LIDT wird bestimmt durch:
  • den Schmelzpunkt,
  • die Wärmeleitfähigkeit und
  • die Reinheit der Beschichtung.

Wird die Wärme effizient in das Substrat abgeführt, widersteht das Bauteil der Laserbelastung.

Kurzpulse – Pulsdauer-Skalierung

Der Strahldurchmesser ist relevant

Skalierung von LIDT-Daten

Der Strahldurchmesser ist relevant

LIDT-Werte werden üblicherweise auf die bestrahlte Fläche normiert. Ein größerer Strahldurchmesser erhöht jedoch die Wahrscheinlichkeit, Defekte zu beleuchten – was zu einer geringeren effektiven Schadensschwelle führen kann.

Skalierung von LIDT-Daten

Die Skalierung von LIDT-Daten auf andere Pulsdauern mithilfe empirischer Modelle (z. B. Wurzelgesetz) kann zu Abweichungen von bis zu 25 % führen, insbesondere außerhalb des getesteten Bereichs.

Ultrakurzpulse – Zeitliche Pulsform

Kurzpuls mit hoher Spitzenleistung

Mit abnehmender Pulsdauer wird die Intensität zur entscheidenden Größe für die LIDT.

Qualitätsfaktoren zum Vergleich von LIDT-Werten

Kurzpuls mit hoher Spitzenleistung

• Absorption durch Anregung von Elektronen vom Valenz- in das Leitungsband führt zu Ionisation und elektronischer Zerstörung.
• Die LIDT wird hier primär durch die Bandlücke des Materials bestimmt.

Mit abnehmender Pulsdauer wird die Intensität zur entscheidenden Größe für die LIDT.

Qualitätsfaktoren zum Vergleich von LIDT-Werten

• Zeitliche Pulsform q_t: Anteil der Energie innerhalb der zeitlichen FWHM
• Laterale Strahlform q_A: Anteil der Energie innerhalb der lateralen FWHM

Ein Vergleich von fs-LIDT-Werten ist kritisch, da jedes Femtosekunden-System eine einzigartige Pulsform aufweist.