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Modelling periodic structure formation on 100Cr6 steel after irradiation with femtosecond-pulsed laser beams

  • We investigate the periodic structure formation upon intense femtosecond pulsed irradiation of chrome steel (100Cr6) for linearly polarised laser beams. The underlying physical mechanism of the laser-induced periodic structures is explored, their spatial frequency is calculated and theoretical results are compared with experimental observations. The proposed theoretical model comprises estimations of electron excitation, heat transfer, relaxation processes, and hydrodynamics-related mass transport. Simulations describe the sequential formation of sub-wavelength ripples and supra-wavelength grooves. In addition, the influence of the laser wavelength on the periodicity of the structures is discussed. The proposed theoretical investigation offers a systematic methodology towards laser processing of steel surfaces with important applications.

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Metadaten
Autoren/innen:G. D. Tsibidis, A. Mimidis, E. Skoulas, Sabrina V. Kirner, Jörg Krüger, Jörn Bonse, E. Stratakis
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Applied Physics A
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:6 Materialschutz und Oberflächentechnik
6 Materialschutz und Oberflächentechnik / 6.4 Technologien mit Nanowerkstoffen
Verlag:Springer-Verlag
Jahrgang/Band:124
Ausgabe/Heft:1
Erste Seite:27, 1
Letzte Seite:13
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Femtosecond laser ablation; Laser-induced periodic surface structures; Steel
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Materialien und Stoffe
DOI:https://doi.org/10.1007/s00339-017-1443-y
URL:https://link.springer.com/article/10.1007/s00339-017-1443-y
URL:http://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcAuth=Alerting&SrcApp=Alerting&DestApp=WOS&DestLinkType=FullRecord;UT=WOS:000419725800027
ISSN:0947-8396
ISSN:1432-0630
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:08.01.2018
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:25.01.2018