Sub-micron ablation of chromium based thin films for optical data storage

Abstract

In recent years industry and scientific research tend to show more and more ambitions to employ lasers not only in the well established field of macro-processing, but also in micro- and nano-machining. Areas of application are, among others, cutting, drilling, marking, and also surface engineering.In this thesis the technically realizable limits of feature sizes with a femtosecond machining setup shall be evaluated through a suitable choice of processing parameters as well as the processed material system. Furthermore, these results shall be utilized in the form of information storage.During this evaluation the correlation between the achievable feature size as well as the ablation threshold and the used Laser and material parameters like wavelength, number of pulses per spot, thin film material and film thickness shall be investigated.

In jüngster Zeit zeigen Industrie und Forschung immer häufiger Ambitionen Laser nicht nur im bereits etablierten Feld der Makrobearbeitung, sondern auch in der Mikro- und Nanobearbeitung einzusetzen. Anwendungsfelder sind in vielen Bereichen wie Schneiden, Bohren, Markieren, aber auch in der Oberflächentechnik zu finden. In dieser Arbeit soll versucht werden durch geeignete Wahl sowohl der Bearbeitungsparameter, als auch der zu bearbeitenden Materialsysteme die Grenzen der technisch realisierbaren Strukturgrößen einer Femtosekunden-Bearbeitungsanlage zu ermitteln. Darüber hinaus sollen die gewonnenen Erkenntnisse auch teilweise in Form von Informationsspeicherung angewendet werden. Im Zuge dessen soll untersucht werden, wie sowohl die Ablationsschwelle, als auch die erreichbare Strukturgröße von der Laser-Wellenlänge, der Anzahl der Pulse pro Bearbeitungspunkt, des Materials der zu bearbeitenden dünnen Schicht und der Dicke des Schichtsystems abhängen.