Cluster-Laserforschung auf der SPIE Photonics West in San Francisco
Christian Heinigk vom Lehr- und Forschungsgebiet Nichtlineare Dynamik der Laser-Fertigungsverfahren nahm Anfang des Jahres an der SPIE Photonics West-Konferenz teil und repräsentierte dort den Cluster-Workstream C.II „Enablers and Tools“ mit seiner Forschung zu UKP-Lasern. Seinen Vortrag hielt er unter dem Titel „A multi-scale model for ultra-short pulsed parallel laser structuring: Part II. the macro-scale model“. Die SPIE, internationale Gesellschaft für Optik und Photonik, versammelte vom 22-27 Januar 2022 Forschende auf diesem Gebiet in San Francisco, Kalifornien. Die Gesellschaft wurde bereits 1955 gegründet und setzt sich zum Ziel, lichtbasierte Technologien voranzubringen und organisiert jährlich 25 technische Foren, um den wissenschaftlichen Austausch zu ermöglichen.
Welche Eindrücke haben Sie persönlich von der Konferenz mitgenommen?
Der größte Eindruck war wohl der, dass Laser wirklich omnipräsent sind. Es gibt kein Material, das nicht auch mit einem Laser bearbeitet werden kann und damit sind auch die Anwendungsgebiete grenzenlos. Die Konferenz und auch die Messe, die gleichzeitig stattfand, haben das widergespiegelt. Da ich an einem Institut für Modellierung und Simulation arbeite, ist da natürlich viel Neues dabei gewesen. Leider ist die Modellierung/Simulation auf der Konferenz bzw. Messe nicht sehr stark vertreten gewesen.
Wie kann man Ihr Vortragsthema kurz herunterbrechen und worin liegt die Relevanz für die wissenschaftliche Community?
Das Anwendungsthema ist das Strukturieren von Metallfolien mit einem ultra-kurz gepulsten (UKP) Laser. Wenn man nun mit einem Laser ganz viele Löcher in eine dünne Metallfolie "bohrt", verformt sich unter Umständen die Folie durch die großen Wärmegradienten, die beim Prozess entstehen. Um diese Verformung und das Temperaturfeld vorherzusagen, wurde eine Simulation entwickelt. Das zugrunde liegende mathematische Modell und die Simulation habe ich in dem Vortrag vorgestellt. Relevant ist das Thema bei der Display-Herstellung, ich kann mir allerdings auch vorstellen, dass die Herstellung von bestimmten Filtern davon profitieren kann. Eventuell auch im medizinischen Bereich. Aus der Modellierungs-/Simulations-Sicht zeigt der Vortrag grob auf, wie ein Multi-Skalen-Modell (speziell mit der Zwei-Skalen Methode) auf das Laser strukturieren angewandt werden kann.
Wie ist Ihr Forschungsthema in den Komplex IoP eingebettet?
Ich bin im CRD C.II angestellt, in dem es unter anderem darum geht Tools zu entwickeln, die zum Beispiel bei einem Engineering Change Request eine möglichst schnelle Weiterentwicklungsschleife erlauben. Unserer Meinung nach benötigt man dafür schnelle Simulationen, die bei der Prozess-Entwicklung unterstützen. Am Beispiel der Strukturierung mit UKP-Lasern erlaubt unsere Simulation das Ausprobieren verschiedener Prozessparameter in kürzester Zeit. Es dauert ca. 10 Minuten, um ein neues Material zu kalibrieren und anschließend unter 1 Sekunde, um eine Prozessparameterkombination zu simulieren. Ein experimentelles Vorgehen ist da deutlich langsamer und benötigt ungefähr einen Tag.
Wie haben Sie Ihren (kurzen) Auslandsaufenthalt generell erlebt, auch abseits der Konferenz?
Die Anreise verlief ohne große Verzögerungen und die Unterkunft war auch total in Ordnung. Die Konferenz und Messe lebten natürlich von der Interaktion mit den anderen Teilnehmern und Ausstellern. Grundsätzlich sind mir die Menschen in Kalifornien lockerer, freundlicher und gesprächiger vorgekommen als in Aachen. So war es deutlich einfacher mit anderen in Kontakt zu treten, was sehr angenehm war. San Francisco hat viel zu bieten und so kam auch Sightseeing nicht zu kurz. Glücklicherweise hat das Wetter mitgespielt und wir haben alles bei blauem Himmel genießen können.
Hat sich der Konferenzbetrieb durch Corona verändert und gibt es Dinge, die Sie in den virtuellen Konferenzen der letzten zwei Jahre vermisst haben, die nun wieder möglich sind?
Die Corona-Maßnahmen der Organisatoren waren meiner Meinung nach angemessen und wurden auch von allen Teilnehmenden respektiert. Mittlerweile hat man sich auch schon an AHA-Regeln und Masken tragen gewöhnt. Ich würde dementsprechend behaupten, dass es kaum einen Unterschied gemacht hat. Allerdings habe ich leider keine echte "Vor-Corona" Konferenz erlebt und einige meinten, dass deutlich weniger Teilnehmer/Aussteller vor Ort waren als früher. Den größten Vorteil gegenüber virtuellen Konferenzen sehe ich in der Diskussion und der Interaktion. Im virtuellen Raum kam bisher noch niemand im Anschluss auf mich zu und hat das 1-zu-1 Gespräch gesucht. Auch, weil es meistens technisch gar nicht vorgesehen ist/nicht so einfach ist.