DE2711889C3 - Verfahren zum Ausheben von Kanälen in Werkstücken mit Hilfe von Laserpulsen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Ausheben von Kanälen in Werkstücken mit Hilfe von Laserpulsen und Vorrichtung zur Durchführung dieses VerfahrensInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren nach dem Anspruch 1.
Das Ausheben von Kanälen bzw. Löchern in Werkstücken oder die Abtragung von Oberflächentei-
ϊ5 len von Werkstücken findet in der Technik vielfach
Anwendung, z. B. bei der Spaltprodukt- und Kontaminationsanalyse in und an Kernbrennstoffelementen,
insbesondere coated particles, bei Korngrenzenuntersuchungen an keramischen und metallischen Proben, bei
so Spurenanalysen, beim Feinstabgleich von Normalien
und zur Herstellung von Düsenkanälen.
Herkömmliche Verfahren unter Ausnutzung der anomalen Absorption führen zwar zu einer Werkstoffabtragung,
erlauben jedoch nicht die Herstellung
μ definierter Kanäle und Löcher eines Durchmesserbereichs
um 10 Jim in reproduzierbarer Weise, da die
Laserpulse durch Wechselwirkung mit verflüssigtem und verdampften Werkstoff dissipiert werden oder zu
Randausbrüchen und ungleichmäßigem Maierialabtrag
führen. Jedenfalls ist es mit herkömmlichen Verfahren nicht möglich, Kanäle oder Löcher mit einem kleinen
Durchmesser/riefe-Verhältnis herzustellen, insbesondere
in heterogenem Material.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, das die Herstellung von Kanälen bzw.
Löchern mit einem Durchmesser/Tiefe-Verhältnis von mindestens 10μΐτι/200μπι bei genauer Einstellung der
Ortskoordinaten erlaubt.
Die Erfindung sieht damit eine unsymmetrische zeitliche Pulsform mit einem steilen Pulsanstieg und
einem verlängerten, gleichmäßigen Pulsabfall vor. Dadurch wird erreicht, daß die Schwelle der anomalen
Absorption sehr schnell überschritten wird, so daß die Pulsenergie unmittelbar und gleichmäßig zur Abtragung
des Werkstoffs wirksam wird. Die hohe Überhöhung der Energiedichte über die Schwelle der anomalen
Absorption stellt einen intensiven und gleichmäßigen Werkstoffabtrag innerhalb des Lochbereichs unabhängig
von lokalen Schwankungen der Schwelle der anomalen Absorption sicher.
Die Gesamtenergie jedes Einzelpulses muß innerhalb eines Bereichs bleiben, daß nur eine um 1 μίτι dicke
Flüssigphase gebildet wird und daß durch die Schockwelle des thermodynamischen Vorgangs die Randzonen
des Einwirkungsbereichs nicht aufgerissen werden. Dann tritt trotz Überhitzung nur Filmverdampfung ein,
so daß man Kanäle bzw. Löcher mit sauberen Rändern erhalten kann.
In einer Ausbildung wird vorgeschlagen, daß die Querschnittsverteilung der Energiedichte im Auftreffbereich
des Laserpulses im wesentlichen eine Gaußsche Verteilung ist Damit wird insbesondere eine Störung
der Randzone, ein Verspritzen des Werkstoffes an den Rändern des Auftreffbereichs verhindert und eine
gleichmäßige Abtragung gesichert. Diese Energieverteilung erreicht man, wenn der Laser im TEMoo-Mode
arbeitet
Die beschriebenen Maßnahmen gewährleisten, daß man einwandfreie Kanäle oder Bohrungen mit zylindrischen
Wänden erhalten kann. Diese Bohrungen lassen sich mit einer Genauigkeit der Ortskoordinaten von
± 1 μπι einstellen. Der Durchmesser beträgt einige μπι
bis zu 10 μπι. Die Tiefe einer solchen Bohrung kann 200 μπι erreichen oder noch größer sein. Für die
Ausbildung einer Bohrung werdet·, bis zu mehrere hundert Einzelpulse zur Anwendung gebracht.
Der Funktionsmechanismus nutzt folgende Eigenschaften
aus: die optischen Eigenschaften der Festkörper: komplexer Brechungsindex, Absorptions-, Reflexionscharakteristik,
die bei hoher Strahlungsintensität — hier bis 10" W/cm2 gesteigert — feldstärkeabhängig
werden und die relativ hohe Reaktivität von elektrischen Leitern und Halbleitern im Infrarotbereich.
Aus den Fresnefechen Gleichungen mit tensoriellen optischen Materialparametern folgt, daß bei hoher
Strahlenintensität in der kaustiknahen Zone eines Laserstrahls mit gaußförmigen Querschnittsprofil jedes
Flächenelement eines Körpers, dessen Flächennormale mit dem Strahlvektor einen Winkel einschließt, der
kleiner als ein definierter Grenzwinkel ist, in den Zustand der anomalen Absorption versetzt wird, in dem
die Strahlenergie wie von einem schwarzen Körper absorbiert werden kann. Alle anderen Flächenelemente
bleiben dagegen im Normalzustand.
Mit angepaßter Strahlaperatur entsteht so eine Strahlbündelung, wodur j'\ — nach der Ausbildung eines
parabolischen Trichters bei Bohrbeginn — die Intensität in der Bohrlochspitze auf das mehrfache des Wertes in
der Strahliaille gesteigert wird. Da bei parabolischer Lochkontur mit zunehmender Zahl der Reflexionen der
Sirahlvektor sich der Flächennormalen nähert, steigt gleichsinnig die applizierbare Strahlintensität. Da mit
jeder Schrägreflexion zugleich auch die Polariationsrichtung gedreht wird, wirkt sich die im primären Strahl
vorhandene lineare Polarisation nicht störend aus.
Infolgedessen werden von der Zylinderform abweichende Konturen der Bohrlochwandung stärker beaufschlagt
und abgetragen und bewirkt die zylindrische Kontur, daß ohne Nachstellen des Fokus bis zu einer
Tiefe von etwa 30 Bohrduchmessern die in der Spitze applizierte Energie praktisch konstant bleibt. Diese
phasenkorrelierte Strahlung bewirkt schließlich, daß — innerhalb bestimmbarer Leistungs- und Aperturbereiche
in erster Näherung die Zylinderkontur zur selbstangepaßten Form des Bohrlochs wird
Damit kann man aus den Strahl- und den Materialparametern ailein Bohrduchmesser und -tiefen bestimmen,
ebenso gravimetrisch nicht erfaßbare kleinste Mengen abgetragenen Materials ab ca. 10-' g.
In weiterer Ausbildung betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.
Ausführungsformen der Erfindung und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellt:
F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht der Probenkammer mit dem Strahlsystem,
F i g. 2 eine Gesamtansicht der Laseranordnung mit Probenkammer,
F i g. 3 eine spezielle Probenkammer zur Untersuchung gasförmiger Produkte,
F i g. 4 und 5 REM-Aufnahmen zur Erläuterung der Wirkung eines nicht angepaßten Laserpulses,
Fig.6 eine nach dem Verfahren der Erfindung in
einem coated particle hergestellte Bohrung,
F i g. 7 eine REM-Aufnahme der Mündung eines Bohrlochs nach der Erfindung,
Fig.8 die Anordnung von Bohrlöchern in einem
Meridianschliff eines coated particle,
F i g. 9 einen Teilausschnitt der F i g. 8 zur Kontrolle der Positioniergenauigkeit,
Fig. 10 eine REM-Aufnahme einer Bohrung in einem
coated particle und
F i g. 11 eine REM-Aufnahme zur Darstellung der
Reproduzierbarkeit von Bohrungen in verschieden dichten Materialien.
F i g. 1 zeigt eivie Probenkammer 1 mit einem
Probenhalter 2 und einem Eintrittsfenster 3. Djr Probenhalter 2 ist mit nicht dargestellten Mikroeinstellvornchrungen
zur Feineinstellung in *- und /-Richtung und/oder in azimutaler Richtung φ ausgestattet. Der
Probenhalter 2 nimmt eine Probe 4 auf. Der Strahl 5 eines Lasers ist auf das Eintrittsfenster 3 ausgerichtet
und tritt durch ein Objektiv 6, das den Strahl im Zentrum der Probi 4 fokussiert. Das Objektiv 6 ist mit
einer nicht dargestellten Mikroeinstellvorrichtung zur Verstellung des Objektivs in z-Richtung und damit zur
Feineinstellung des Brennpunktes ausgestattet. Zwischen Probe 4 und Objektiv 6 befindet sich ein
Auffänger 7 in Form einer Folie für den von der Probe 4 abgetragenen Werkitoff.
Vor dem Eintrittsfenster 3 ist ein teildurchlässiger Spiegel 8 angeordnet, der auf einen Bildwandler 9
ausgerichtet ist. In der Ebene 10 ergibt sich eine Zwischenabbildung der Probenoberfläche, Ein Beleuchtungslaser
11 wird über einen !eildurchlässigen Spiegel 12 in den Sirahlengang eingeblendet, damit die
Feineinstellung und Positionierung der Probe 4 ständig beobachtet werden kann.
F i g. 2 zeigt Einzelheiten der Laseranordnung, deren Resonator 13 den eigentlichen Arbeitslaser 14, einen
Polarisator 15, einen Güteschalter 16 und Spiegel 17 umfaßt. FJn Justierlaser 18 ermöglicht eine Justierung
ties gesamten Systems. Außerhalb des Resonators 13 befindet sich im Strahlengang eine optische Diode 19.
etwa eine Anordnung von λ/4-Plättchen bzw. ein ,τ/4-Drehkristall sowie ein externer Pulsbeschneider 20.
Zur Betriebsüberwachung sind ein Leistungsmonitor 21 und der bereits genannte Bildwandler 9 vorgesehen.
An die Probenkammer 1 ist eine Vakuumeinrichtung 22 angeschlossen. Der Regel- und Steuerteil 23 ist im
einzelnen nicht erläutert und steuert die Leistungsquclle IUr den Arbeitsiaser i4.
Das Verfahren nach der Erfindung wird zunächst in Anwendung auf die Spaltproduktanalyse in und an
coated particles erläutert.
In Hochtemperaturreaktoren werden sog. coated
particles eingesetzt, also mit Pyrolyseschichten umhüllte Kernbrennstoffe, die ihrerseits in eine Graphitmatrix
eingebettet sind. Zur Untersuchung der Betriebsökonomie, der Sicherheitsvorschriften und sonstiger Betriebsparameter ist eine Kenntnis der Spaltproduktverteilung
erforderlich.
Die Erfindung ermöglicht die Bestimmung des integralen und partiellen Kernrückhaltevermögens f'ir
Additiv». Dabei erfolgt die Untersuchung solcher coated particles derart, diiß definierte Bohrungen von 5
bis 15 μπι Durchmesser mit Tiefen bis zu 300 μπι in die
Schichten eines coated particles bis zum Schwermetallkern hindurch eingebracht werden.
Ferner kann man nach der Erfindung Spaltproduktprofilc
und Verteilungskoeffizienten innerhalb und außerhalb der Pyrolyseschichten bestimmen. Für diese
Untersuchungen werden die coated particles in ein Trägermaterial eingebettet und durch einen Schliff
vorbereitet. Man kann dann gemäß F i g. 8 die einzelnen Schichten durch definierte Abtragung mit Hilfe von
Bohrungen untersuchen. Fig. 9 zeigt einen vergrößerten
Ausschnitt der Fig. 8. wo man deutlich die erzielbare Positioniergenauigkeit erkennt. Damit lassen
sich sehr genaue Aufschlüsse über die Spaltproduktverteilung in coated particles gewinnen. Die jeweils aus
einem Bohrloch freigesetzte Werkstoffmenge wird mit dem gebildeten Verdampfungsplasma ausgetragen und
auf dem Auffängt!· 7 niedergeschlagen. Bei niedrigen Konzentrationen wird aus äquivalenten Zonen weiteres
Material durch Zusatzbohrungen auf denselben Auffänger gebracht. Durch entsprechende Positionierung des
Auffängers oder durch einen Wechsel des Auffängers mit Hilfe einer entsprechenden Wechselvorrichtung
läßt sich ein genaues Bild des Bohrungsmusters der Probe festhalten. Die niedergeschlagenen Materialmengen
lassen sich dann nach bekannten Untersuchungsmethoden untersuchen. Die Gesamtheit der Auffänger
enthält damit das radiometrische Bild der Spaltproduktisotope eines coated particle, wenn gewünscht, auch der
umgebenden Matrix.
Durch nachfolgendes isothermes Ausbeizen läßt sich aus der Abdampfrate und dem Kernverlust das
Rückhaltevermögen der Kernsubstanz und die eventuell begrenzte Beweglichkeit spezieller Spaltprodukte bestimmen.
F i g. 4 und der vergrößerte Ausschnitt nach Fig. 5
zeigen die Wirkung eines Laserpulses, dessen Energiedichte nicht genügend die Schwelle der anomalen
Absorption überschreitet. Man erkennt deutlich die wechselnde Abtragung entsprechend der unterschiedlichen
Schwelle der anomalen Absorption in verschiedenen Schichten. Die Ränder des Auftreffbereichs sind
ausgerissen. Mit einem solchen Laserpuls kann man kein ' zylindrisches Bohrloch erzeugen. Dagegen zeigt Fig. 6
eine Aufnahme mit dem Rasterelektronenmikroskop bei lOOfachcr Vergrößerung, wo man deutlich ein
zylindrisches Bohrloch in der Hüllschicht eines coated particle erkennt Die Tiefe dieses Bohrlochs beträgt
242 μηι, der Mündungsdurchmesscr 18.5 μιτι.
Fig. 10 zeigt ein Bohrloch mit einem oberen Zvlinderdurchmesscr von 14 μπι zur Bestimmung der
Freisetzungsrate von Spaltprodukten aus sortierten Kernen von coated particles. Man erkennt die
.ι ν fCt'lcluigRcri ucf' υΟΓιιυπ^· üfiu uiC .iciuSiAcfiiucfüng
derselben.
F i g. Il läßt die Reproduzierbarkeit von Bohrungen
durch Schichten von verschieden dichten Materialien erkennen. Eine Dichtezunahme äußert sich jeweils in
einer Einengung des Bohrlochdurchmessers. Der Bohrlochdurchmesser am oberen Rand beträgt 10 μπι.
F i g. 3 zeigt eine Küvette 25 zur Aufnahme einer Probe. Die Küvette 25 besitzt ein optisches Fenster 26
und ein<_i, Seitenarm 27. Ein Positionierstab 28 nimmt
ι" ein einzelnes coated particle 29 auf, das mit Hilfe von
Zentrierfedern in definierter Lage festgehalten wird. Durch Anbohren df r Hüllschichttn des coated particle
29 kann man gasförmige Einschlüsse freisetzen, die dann
untersucht werden können. Dadurch lassen sich auch gasförmige Spaltprodukte aus coated particles untersuchen.
Der Seitenarm 27 kann im Bereich 30 erwärmt werden, damit das coated particle bis zur Position 31
ausgezogen und die Anordnung abgeschmolzen werden kann.
ι·. Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich auch
zur Untersuchung des Kontaminationsgrades innerhalb von coated particles. Damit läßt sich die Verteilung der
U- und Th-Atome in den Pyrolyseschichten messen. Der in der evakuierten Probenkammer 1 durch den
1^ Laserpuls freigesetzte Plasmastrahl tritt nach Durchlaufen
einer Ionenlinse in ein Laufzeitmassenspektrometer oder einen anderen Massentrenner ein. Damit läßt sich
beim Einbringen einer Bohrung ein Kontaminationsprofil messen. Man kann nach einem Stichprobenverfahren
if> die Konzentration der U- und/oder Th-Atome bis zu
sehr niedrigen Werten von ca. 10-6 bestimmen. Dieses
Verfahren eigenet sich zur Überwachung des He.-stellungsprozesses
von coated particles.
Die Exaktheit der Bohrlochform eines Bohrlochs nach der Erfindung ist nochmals anhand der Fig.7
verdeutlicht, die eine Aufnahme mit dem Rasterelektronenmikroskop bei eOOOfacher Vergrößerung zeigt. Das
Loch wurde mit 200 Schuß gebildet. Man erkennt aus dieser Figur die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit
des Verfahrens nach der Erfindung.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Korngrenzenuntersuchung in keramischen und metallischen
Proben. Man kann unmittelbar eine Anschlifffläche durch Materialabtrag nach der Erfindung untersuchen.
Man kann auch Veränderungen und Einwirkungen auf die Anschlifffläche untersuchen, bspw. korrosive
Einwirkungen. Schließlich kann man die sog. Abdrucktechnik anwenden und damit beliebige Festkörper auf
Spurenelemente untersuchen, auch biologische Substanzen. Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist eine
vergrößerte Rasicrabbildung des untersuchten Bereichs
auf einer Reihe von Auffängern möglich. Die abgetragenen
Bereiche la-,sen sich zerstörungsfrei durch Fluoreszenzanalyse
oder Aktivierungsanalyse untersuchen.
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht weiter eine unmittelbare Untersuchung des durch den ein/einen
j aserpuls freigesetzten Plasmas nach spektroskopi sehen Verfahren, insbesondere durch Emissionsspektroskopie.
Damit ist eine Spurenanalyse nach chemischen Kiementen möglich. Im einzelnen i-.i. eine Analyse
aus der thermischen Emission, dun h elektrische Nachanregung des Plasmas oder durch gesteuerte
Wechselwirkung eines /weiten l.aserp'.ilscs nut dein
vom ersten I.aserpuls erzeugten Plasma möglich. Damit ist eine qualitative und auch eine quantitative Analyse
von Spurenelementen möglich.
Bei der genannten Wechselwirkung eines zweiten
Plasma arbeitet man folgendermaßen: Mit einem Auslösepuls mit bis zu 50 ns Halbwertbreite, dessen
Kaustik auf der Probenoberflache liegt, wird eine bestimmte Probenmenge in den Plasmazustand überführt.
Nach 0.5 ... 1,0 μ* hat sich das Plasma um 1 ...
5 mm von der Oberfläche entfernt, ist noch nicht neutralisiert und besitzt freie Elektronen, z. T. als
Überschußladung aus der thermischen Emission. Ein zweiter Puls, dessen Kaustik durch Verringern der
Brennweite des fokussierenden Objektiv«, (mittels elektrischen llmsteuerns einer Schicht optisch aktiven
Ma'.rials) um 1 ... J mm in den Gasraum hinein verleg!
worden ist. heizt bei der Wechselwirkung mit dem Plasma dieses nach. Der günstigste Zeitverzug hängt
neben der Energie des ersten Pulses ab vom Atomgewicht des Trägermaterials und von der Art und
dem Druck des umgebenden Gases. Beide Pulse dürfen die Grenze für den Felddurchbruch des umgebenden
Gases nicht erreichen, weil dann unkontrollierbare Streu- und Dissipationsvorgänge eintreten. Aufgrund
seines Anregungs- und lonisierungsverhaltens hat sich dabei He als günsrigsies Gas herausgestellt. Die
Gt enzfeldstärke für den Felddurchbruch steigt mit dem
Gasdruck und ebenso die Intensität der Wechselwirkung Laserpuls/Plasma. Da hier die atomare Anregung
auf »inverse Bremsstrahlung« erfolgt, ist die Elektronentemperatur
höher als die der Atome und Ionen. Dadurch steigt der Anteil der Kontinuumstrahlung. Bei
hohen Drucken — untersucht wurde bis 50 bar — treten bei einzelnen Atomlinien wieder Verbreiterung und
Selbstumkehr auf. doch nicht in dem Maße wie beim frei expandierenden Plasma, vor allem wenn das Strahlungsfeld
des lasers an den Durchmesser der Plasmafackel zur Zeit der Messung angepaßt ist.
Mit gesteuerten lichtelektrischen Detektoren in der Bildebene eines Spektrometer kann jeweils der
geeignete Zeilabschnitt für die Signalbildung aufgerufen werden.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Abgleich von Frequenznormalien wie Schwingquarzen.
rf [.'rFin.ltinn nrtnUl flia
f
£
Schwingquarzes in situ bis auf eine meßtechnisch möglich Grenze von weniger als I ■ 10*. indem ein
gesteuerter Weikstoffabtrag erfolgt. Entsprechend ist auch ein Abgleich bzw. eine Anpassung von modularen
Netzwerken möglich, wobei die thermische Nebenwirkunggering
ist.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung feiner Düsen in Metallen oder Nichtleitern,
um Eichlecks zu erhalten oder Diffusionsmessungen durchzuführen. Man kann nach der Erfindung solche
Düsenkanäle mit Durchmessern ab 5 μιη und gleichbleibendem
zylindrischem Querschnitt erhalten.
Entsprechend eignet sich die Erfindung zur Durchführung von elektrisch-polarografischen Untersuchungen
an Makromolekeln einschließlich Transientenmessungen. Mit Hilfe derart dünner Düsenkanäle lassen sich
dann bakteriologische Sortierungen, Blut- und Lymphkontrollen durchführen. Man kann Feinstdosierventile
mit Digitalcharakteristik, regelmäßige Kernporenfilter erhalten. Damit lassen sich Messungen zur Reaktionskinetik
durchführen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (18)
1. Verfahren zum Ausheben von Kanälen oder
Löchern in Werkstücken, insbesondere von tiefen Löchern für analytische Zwecke, beispielsweise von
ΙΟμιη Durchmesser und 200 μπι Tiefe, in coated
particles für Hochtemperaturreaktoren, mit Hilfe von fokussierten Laserpulsen, deren Energiedichte
die Schwelle der anomalen Absorption übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelpulse
mit einer Pulsanstiegszeit von 5 bis 10 ns und einer Pulshalbwertzeit von 50 ns angelegt werden, daß die
Leistungsdichte jedes Einzelpulses im Auftreffbereich bis etwa 10" W/cm2 gesteigert wird und die
Schwelle der anomalen Absorption um einen Faktor 10 bis 100 übersteigt und daß eine Gesamtenergie
jedes Einzelpulses von 10~5 bis 10-3 Joule zur
Anwendung kommt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, <ia3 bei hochreflektierendem Material mit
extremer Lage der anomalen Absorption, z. B. SiC, unter Ausnutzung der thermischen Dissoziation des
Materials mit einem ersten Puls sehr hoher Intensität oberflächliche Dissoziationsprodukte gebildet
werden, z. B. C, wodurch für jeden nachfolgenden Puls der Schwellenwert der anomalen Absorption
deutlich erniedrigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückwirkung von dem
Werkstück auf die Laserlichtquelle durch eine optische Diode unterbunden wird und die Pulsdauer
so kurz gehalten wird, daß keine Dissipation der Laserstrahlung durch aen Maierialdampf eintritt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverteilung
der Energiedichte im Auftreffbereich des Laserpulses im wesentlichen eine Gaußsche Verteilung
ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß pro Bohrloch bis zu
mehreren hundert Einzelpulsen zur Anwendung kommen.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß innerhalb einer Probenkammer (1) ein Probenhalter (2) mit Mikroeinstellvorrichtungen
angeordnet ist, daß eine Laserlichtquelle auf ein Eintrittsfenster (3) der Probenkammer (1) ausgerichtet
ist und daß innerhalb der Probenkammer (1) ein Objektiv (6) zur Fokussierung des Laserstrahls auf
einen Auftreffbereich der Probe angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mikroeinstellvorrichtung zur
Verstellung des Objektivs (6) in Strahlrichtung vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den Probenhalter Mikroeinstellvorrichtungen
für rechtwinklig aufeinander ausgerichtete Koordinatenrichtungen und/oder für eine Azimuteinstellung vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auftreffbereich
des Laserstrahls auf die Probe gegenüberstehend ein optisch durchlässiger Auffänger (7) angeordnet ist,
der beim Übergang auf andere Bohrorte durch ein Magazin gewechselt werden kann, so daß die
Gesamtheit der Auffänger das radiometrische
Abbild der Probe darstellt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffänger (7) als Folie
ausgebildet ist und daß für den Auffänger eine Mikroeinstellvorrichtung vorgesehen ist, die eine
Verstellung des Auffängers entsprechend der Verstellung des Probenhalters ermöglicht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenkammer (1) an eine Hochvakuumquelle angeschlossen ist
IZ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem
Auffänger niedergeschlagenen Mengen eine Schichtdicke von weniger als λ/4 bilden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Resonators (13) der Laserlichtquelle ein Polarisator
(15) und ein Güteschalter (16) angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (6) eine Zelle mit veränderbarer optischer Weglänge
enthält, wodurch bei optisch-spektrometrischer Auswertung die Lage des Fokus für Abdampf- und
Analysepuls umgesteuert werden kann.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des Laserstrahls teildurchlässige Spiegel angeordnet
sind, deren eine.» auf einen Bildwandler und deren anderer auf eine Beleuchtungslichtquelle ausgerichtet
sind, womit eine Feineinstellung des Probenhalters und eine Justierung des optischen Systems
ermöglicht wird.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (6) einen großen freien Arbeitsabstand gegenüber der
Probe besitzt
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß werkstückseitig vor
dem Objektiv (6) eine lonenlinse kurzer Bauform und ein transversalgerichtete? Magnetfeld angebracht
sind, durch die abgedampfte Ionen ausgelenkt und für einen Massentrenner aufbereitet werden.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Massentrenner
in Form eines Laufzeitspektrometers oder eines magnetischen Spektrometer nachgeschaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2711889A DE2711889C3 (de) | 1977-03-18 | 1977-03-18 | Verfahren zum Ausheben von Kanälen in Werkstücken mit Hilfe von Laserpulsen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2711889A DE2711889C3 (de) | 1977-03-18 | 1977-03-18 | Verfahren zum Ausheben von Kanälen in Werkstücken mit Hilfe von Laserpulsen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
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DE2711889C3 true DE2711889C3 (de) | 1982-03-11 |
Family
ID=6003999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2711889A Expired DE2711889C3 (de) | 1977-03-18 | 1977-03-18 | Verfahren zum Ausheben von Kanälen in Werkstücken mit Hilfe von Laserpulsen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
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-
1977
- 1977-03-18 DE DE2711889A patent/DE2711889C3/de not_active Expired
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