Die vorliegende Arbeit zielte auf die Erarbeitung der verfahrens- und legierungstechnischen Grundlagen zur Randschichtbehandlung von TiAl6V4 durch Dispergieren/Legieren mit Diboriden ab. Für die Untersuchungen zum Dispergieren/Legieren wurden sowohl unterschiedliche Lasersysteme (CO2, CO2-Slab, diodengepumpter Nd:YAG, Diodenlaser) als auch der Elektronenstrahl gewählt. Das Konzept für die Vorbehandlung und die Prozessgestaltung wurde entwickelt und erfolgreich getestet. Anhand von Untersuchungen zum Dispergieren/Legieren wurde das Prozessparameterfeld erarbeitet, wobei sich die nachfolgend aufgeführten Einflussgrößen als wesentlich erwiesen: • Pulverkorngröße (Kornfraktion 5 - 125 µm), • Pulvereintragsmenge (Förderparameter, Förderrate, Pulvervor-/-nachlauf, Pastenschichtdicke), • Prozessparameter (Strahlleistung, Defokussierung, Streckenenergie, Ablenkfigur). Zusammenfassend wurde die gute Eignung des Dispergierens/Legierens mittels Hochleistungsstrahlquellen für die Erzeugung boridverstärkter Randschichten an Bauteilen aus TiAl6V4 nachgewiesen.

Master's thesis deals with consideration possibility of conventional and unconvetional welding methods of wrought magnesium alloys. Methods of Friction Stir Welding, Pulsed Nd:YAG laser and Continuous Fiber laser was used to join magnesium alloy sheets AZ31, AZ61, ZE10 and ZE41. For studying influence of processing parameters on microstructure and mechanical properties were used methods of light microscopy, scanning electron microscopy, tensile tests and microhardness measurements. The results of tensile tests show that from the point of view of keeping ultimate tensile strength is the best methods for welding magnesium alloys Friction Stir Welding. Compared with Nd:YAG laser, fiber laser give better properties of welds. From comparing microstructure and mechanical properties . It wasn't found publications about Friction Stir Welding of magnesium ZE alloys or about FSW sheets with thickness only 0,8 mm and 1,6 mm.

Les études sur les procédés de soudage et sur la fiabilité des structures assemblées apparaissent actuellement comme un domaine de recherche actif, ouvert et complexe, car elles nécessitent de combiner de nombreuses connaissances dans différents domaines de la physique, de la mécanique et des procédés. La distribution des contraintes résiduelles joue un rôle important dans la vie des structures en favorisant la rupture par fatigue ou par fissuration. Ainsi, une meilleure compréhension des contraintes résiduelles évite l'utilisation de facteurs de sécurité plus élevés et, par conséquent permet de mieux optimiser le cycle de vie des structures soudées. A travers ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés au soudage par laser d’un acier dual phase DP600, soudé en configuration par recouvrement, dont l’application est l’utilisation dans le domaine automobile. Cette thèse présente deux volets : un volet expérimental et un volet numérique.L’étude expérimentale nous a permis d’une part d’appréhender les conséquences métallurgiques et mécaniques du procédé laser sur l’acier DP600 et d’autre part d’utiliser et de valider les résultats numériques des modèles développés. L’étude numérique a eu pour objectif de prédire l’histoire thermique, métallurgique et l’évolution des caractéristiques mécaniques des tôles soudées par faisceau laser. Nous avons développé, sur un code de calcul par élémentsfinis Abaqus, trois modèles numériques. Le modèle thermomécanique, nous a permis de simuler la distribution spatio-temporelle de la température. Dans ce cas, le chargement appliqué est dépendant des paramètres du procédé etdes caractéristiques du faisceau laser et est associé à des conditions aux limites. Pour le modèle mécanique, nous avonsconsidéré un comportement élasto-plastique avec un chargement thermique transitoire, résultat du modèle thermique.Le deuxième modèle thermo-métallurgique nous a permis de simuler les phénomènes d’austénisation pendant la phase de chauffage (modèle de Waeckel) et de prendre en compte les fractions volumiques des phases martensitiques générées par les transformations de phases austénite–martensite lors du refroidissement (modèle de Koistinen-Marburger). Enfin, dans la dernière partie de simulation, nous avons réalisé le couplage thermo-metallo-mécanique. Les résultats obtenus dans la partie précédente, ont été implémentés dans deux modèles mécaniques : le modèle mécanique classique et le modèle mécanique avec prise en compte de la déformation liée aux effets de dilatation métallurgique. Cet effet a été intégré à travers le coefficient de dilatation thermique des phases ferritiques et martensitiques et des fractions volumiques obtenues à partir du modèle thermo-métallurgique. Les résultats ont montré que la répartition des contraintes résiduelles dans la zone de fusion et dans la zone affectée thermiquement sous l’effet de la déformation thermo-métallurgique donne des valeurs supérieures à celles estimées par le modèle élasto-plastique classique. / Studies on welding processes and the reliability of assembled structures currently appear as an area of active research, open and complex as they need to combine knowledge in many different fields of physics, mechanics and processes. The distribution of residual stress plays an important role in the life of welded structures by promoting fatigue failure or cracking. Thus, a better understanding of residual stress avoids the use of higher safety factors and therefore helps to optimize the life cycle of welded structures. Through this work, we are interested in laser welding of steel DP600 dual phase welded overlap configuration, the application is the use in the automotive field. This thesis has two components: an experimental and a numerical part. The experimental study allowed us, firstly to understand the metallurgical and mechanical effects of laser welding on steel DP600 and secondly to use and validate the numerical results of the developed models. The numerical study aimed to predict the thermal history, and metallurgical changes in mechanical properties of laser beam welded sheets. We have developed three numerical models by using a finite element code inside Abaqus. The thermomechanical model allowed us to simulate the temporal and spatial distribution of temperature. In this case, the applied load is dependent on the processing parameters and characteristics of the laser beam and is associated with boundary conditions. For the mechanical model, we considered an elastoplastic behavior with a transient thermal loading result of the thermal model. The second thermo-metallurgical m odel allowed us to simulate the phenomena austenitizing during the heating phase (Waeckel model) and take into account the volume fraction of martensitic phase transformations generated by the austenite-martensite transformation during cooling (Koistinen-Marburger model). Finally, in the last part of simulation, we have achieved the metallothermo- mechanical coupling. The results obtained in the previous section have been implemented in two mechanical models: the classical mechanics model and the mechanical model taking intoaccount the deformation due to the effects of metallurgical expansion. This effect has been built through the coefficient ofthermal expansion of ferritic and martensitic phases and volume fractions obtained from the thermo-metallurgical model. The results showed that the distribution of residual stresses in the fusion zone and the heat affected as a result of the eformation thermometallurgical field gives values higher than those estimated by the classical elastic-plastic model.

Les sources cohérentes de lumière émettant deux fréquences optiques avec une différence largement accordable dans le domaine radiofréquence et un fort degré de corrélation entre leurs fluctuations respectives peuvent être d’un grand intérêt pour de nombreuses applications telles que la photonique micro-onde, les horloges atomiques ultra stables, la physique atomique, la métrologie, etc. C’est le cas des lasers bifréquences émettant deux modes de polarisations linéaires croisées avec une différence de fréquence dans le domaine radiofréquence. Nous comparons les caractéristiques de telles sources bifréquences basées sur des lasers à semiconducteurs (VECSEL: vertical-external-cavity surface-emitting laser) ou des lasers à solide (notamment les solides dopés Nd3+ ou Er3+). Au-delà de la différence évidente entre les mécanismes de gain dans les lasers à semiconducteurs et dans les lasers à solide, le VECSEL bifréquence et le laser Nd:YAG bifréquence ne présentent pas la même dynamique. Le VECSEL bifréquence, comme pour un laser de classe A, a une dynamique dénuée d’oscillations de relaxation puisque la durée de vie des photons dans la cavité est beaucoup plus longue que celle de l’inversion de population. A l’opposé, le laser Nd:YAG bifréquence possède une dynamique présentant des oscillations de relaxation comme pour un laser de classe B, en vertu du fait que la durée de vie des photons dans la cavité est plus courte que celle de l’inversion de population. Dans cette thèse, nous explorons les mécanismes par lesquels cette dynamique, en plus du couplage non linéaire entre les deux modes, gouverne le bruit dans les lasers bifréquences. En particulier, nous analysons à la fois expérimentalement et théoriquement les propriétés spectrales des différents bruits (intensité, phase) ainsi que leurs corrélations dans le cas d’un VECSEL bifréquence de classe A et d’un laser Nd:YAG bifréquence de classe B. Enfin, un modèle de réponse linéaire de deux oscillateurs amortis couplés permet d’interpréter les résultats obtenus sur la corrélation entre ces différents bruits. / Coherent sources emitting two optical frequencies with a widely tunable frequency difference lying in the radio-frequency range and having a high degree of correlation between their fluctuations can be useful for numerous applications such as microwave photonics, ultra-stable atomic clocks, atom manipulation and probing, metrology, etc. Dual-frequency lasers, which emit two orthogonal linearly polarized modes with a frequency difference lying in the radio-frequency range, have huge potentials for the above mentioned applications. We compare the characteristics of such dual-frequency oscillation in lasers based on either semiconductor (VECSEL: vertical-external-cavity surface-emitting laser) or solid-state active media (mainly Nd3+, or Er3+ doped crystalline host). Apart from the obvious difference between the gain mechanisms in semiconductor and solid-state laser media, the dual-frequency VECSEL and the dual-frequency Nd:YAG laser exhibit different dynamical behaviors. The dual-frequency VECSELs exhibit relaxation oscillation free class-A dynamics as the photon lifetime inside the cavity is longer than the population inversion lifetime. On the contrary, the dual-frequency Nd:YAG lasers obey class-B dynamics linked with the fact that the photon lifetime inside the cavity is shorter than the population inversion lifetime, leading to the existence of relaxation oscillations. In this thesis, we figure out how the laser dynamics, in addition to the nonlinear coupling between the two laser modes, governs different noise phenomena in dual-frequency lasers. In particular, we demonstrate, both experimentally and theoretically, the influence of the laser dynamics and the nonlinear coupling between the two modes on the laser noise, by analyzing the spectral properties of the different noises (intensity, phase) and their correlation in a class-A dual-frequency VECSEL (vertical-external-cavity surface emitting laser) and a class-B dual-frequency Nd:YAG laser. Moreover, the noise correlation results are interpreted in terms of the linear response of two coupled damped oscillators.

La présente étude est dédiée à la compréhension des mécanismes de malaxage intervenant lors du soudage de matériaux dissimilaires par des sources de haute énergie et en particulier sur deux couples de matériaux présentant des problèmes métallurgiques différents : • cuivre - inox (lacune de miscibilité, différence de propriétés thermophysiques),• TA6V- inox (oxydation, formation de phases intermétalliques fragilisant la soudure).Pour le premier couple de matériaux, le soudage par laser Nd:YAG continu et par faisceau d'électrons a été utilisé. L'étude des évolutions de la morphologie des soudures, de la composition et de la microstructure des zones fondues ainsi que des propriétés mécaniques a permis de proposer des hypothèses sur les mécanismes de formation du mélange hétérogène à solubilité limitée. Afin de quantifier les phénomènes physiques intervenant en soudage continu de matériaux dissimilaires, la modélisation numérique a été mise en œuvre en utilisant le logiciel FEM "Comsol Multiphysics". Une série des modèles simulant les champs de températures, les mouvements convectifs et le malaxage (diffusion, méthode level set, méthode des champs de phases) a été créée. Dans le cas du laser, la formulation pseudo-stationnaire du transfert de chaleur basée sur la géométrie du capillaire simplifiée et la convection a été couplée avec les problèmes 2D de diffusion et de malaxage des matériaux dans différents plans horizontaux. En soudage par faisceau d'électrons, la morphologie de la microstructure a nécessité une formulation temporelle. Le modèle multiphysique final en couplage complet (solution multiphysique simultanée) reproduit le processus de formation d'une structure périodique de solidification lors du soudage par faisceau d'électrons et permet d'expliquer l'aspect des structures alternées entre matériaux immiscibles ou présentant de grandes différences de propriétés thermophysiques.Le deuxième couple de matériaux présente des problèmes métallurgiques majeurs liés à la formation des phases intermétalliques rendant l'assemblage direct par fusion impossible. La composition locale devient donc l'aspect-clef de la formation d’une soudure correcte : l'introduction d’un troisième matériau (cuivre) ayant une meilleure compatibilité avec le titane est nécessaire. Pour pouvoir déterminer les fenêtres optimales des conditions opératoires, les modèles numériques, créés précédemment, ont été adaptés pour quatre procédés de l’assemblage : faisceau d'électrons, soudage lasers Nd:YAG continu et pulsé, brasage par laser avec apport de fil. L'analyse élémentaire des microstructures dans les soudures résistantes mécaniquement a permis de développer le scénario de la solidification d'une zone fondue et de comprendre l'influence de la composition aux interfaces sur la résistance mécanique des assemblages.Les modèles numériques multiphysiques créés au cours de cette étude permettent l'accès rapide à la grande quantité d'information sur le comportement de la zone fondue en fonction des paramètres de soudage en se basant sur le nombre des données de départ relativement limité et sur quelques hypothèses simplificatrices. L'approche multiphysique à la modélisation de soudage permet de reproduire la forme de la zone fondue, visualiser les écoulements du liquide et cartographier la distribution de certains éléments avec une bonne corrélation avec les résultats expérimentaux. L'ensemble des modèles permet de déterminer les conditions opératoires répondant aux critères fixes en fonction de la métallurgie d'un couple hétérogène. / The present study is dedicated to the comprehension of the mechanism of materials mixing during dissimilar welding by high power beam sources. We have been interested in joining of two couples of metallic materials which present different metallurgical problems: • copper- stainless steel (miscibility gap, important difference in physical properties);• TA6V- stainless steel (oxidation on air, formation of intermetallic phases which made the joint brittle).For the first couple of materials, continuous laser Nd:YAG welding and electron beam welding have been applied. The experimental study of morphology evolution, composition, microstructure and mechanical properties has allowed establishing the hypotheses on formation of heterogeneous mixture between the materials having limited solubility. To quantify the physical phenomena of continuous dissimilar welding, the numerical modeling has been carried out by means of FEM software package "Comsol Multiphysics". A number of models reproducing temperature field, convection movements and mixing (diffusion, level set method, phase field method) between the materials has been created. In case of continuous laser welding, the pseudo-stationary formulation of heat transfer based on simplified key-hole geometry and convection has been coupled with two-dimensional problems of diffusion and mixing in horizontal planes. The electron beam welding presenting the nonlinear development of the weld has needed employing of temporary formulation. Final model including complete coupling (simultaneous multiphysical solving) reproduces the process of development of periodic solidification structure during electron beam welding and allows explaining the mechanism of formation of altered structures between immiscible materials which have important difference in thermophysical properties.The second couple of materials presents weldability problems due to formation of brittle intermetallic phases making direct joining by fusion impossible. The local elementary composition becomes the key-aspect of successful joining: the introduction of the third material (pure copper) having better compatibility with titanium is necessary. To determine the ranges of optimal operational conditions, numerical models created previously have been adapted to the case of four joining techniques: electron beam and laser Nd:YAG (continuous and pulsed) welding and laser brazing with filler wire. Elementary analysis of microstructures of resistant welds has allowed developing the solidification scenario and understanding the influence of local composition of heterogeneous interfaces on tensile properties of the joints. The multiphysical models created during this study allow rapid access to high quantity of data on behavior of melted zone in function of welding parameters basing on relatively limited input data and several simplification hypotheses. The multiphysical approach to welding modeling allows recreating the shape of melted zone, to visualization the convection movements and providing the cartography of several elements in good correspondence with experimental results. A set of models allows determination of operational parameters respecting fixed criterions determined by metallurgy of dissimilar couple.

Due to their inherent BW capacity, optical interconnect (OI) offers a means of replacement to BW limited copper as bottlenecks begin to appear within the various interconnect levels of electronics systems. Low-cost optically enabled printed circuit boards are a key milestone on many electronics roadmaps, e.g. iNEMI. Current OI solutions found in industry are based upon optical fibres and are capable of providing a suitable platform for inter-board applications especially on the backplane. However, to allow component assembly onto high BW interconnects, an integral requirement for intra-board applications, optically enabled printed circuit boards containing waveguides are essential. Major barriers to the deployment of optical printed circuit boards include the compatibility of the technique, the cost of acquiring OI and the optical power budget. The purpose of this PhD research programme is to explore suitable techniques to address these barriers, primarily by means of laser material processing using UV and IR source lasers namely 248 nm KrF Excimer, 355 nm UV Nd:YAG and 10.6 μm IR CO2. The use of these three main lasers, the trio of which dominates most PCB production assembly, provides underpinning drive for the deployment of this technology into the industry at a very low cost without the need for any additional system or system modification. It further provides trade-offs among the suitable candidates in terms of processing speed, cost and quality of waveguides that could be achieved. This thesis presents the context of the research and the underlying governing science, i.e. theoretical analysis, involving laser-matter interactions. Experimental investigation of thermal (or pyrolitic) and bond-breaking (or photolytic) nature of laser ablation was studied in relation to each of the chosen lasers with regression analysis used to explain the experimental results. Optimal parameters necessary for achieving minimum Heat Affected Zone (HAZ) and surface/wall roughness were explored, both of which are key to achieving low loss waveguides. While photochemical dominance - a function of wavelength and pulse duration - is desired in laser ablation of photopolymers, the author has been able to find out that photothermallyprocessed materials, for example at 10.6 μm, can also provide desirable waveguides. Although there are literature information detailing the effect of certain parameters such as fluence, pulse repetition rate, pulse duration and wavelength among others, in relation to the etch rate of different materials, the machining of new materials requires new data to be obtained. In fact various models are available to try to explain the laser-matter interaction in a mathematical way, but these cannot be taken universally as they are deficient to general applications. For this reason, experimental optimisation appears to be the logical way forward at this stage of the research and thus requiring material-system characterisation to be conducted for each case thereby forming an integral achievement of this research. In this work, laser ablation of a single-layer optical polymer (Truemode™) multimode waveguides were successfully demonstrated using the aforementioned chosen lasers, thus providing opportunities for rapid deployment of OI to the PCB manufacturing industry. Truemode™ was chosen as it provides a very low absorption loss value < 0.04 dB/cm at 850 nm datacom wavelength used for VSR interconnections - a key to optical power budget - and its compatibility with current PCB fabrication processes. A wet-Truemode™ formulation was used which required that optical polymer layer on an FR4 substrate be formed using spin coating and then UV-cured in a nitrogen oxygen-free chamber. Layer thickness, chiefly influenced by spinning speed and duration, was studied in order to meet the optical layer thickness requirement for multimode (typically > 9 μm) waveguides. Two alternative polymers, namely polysiloxane-based photopolymer (OE4140 and OE 4141) from Dow Corning and PMMA, were sparingly utilized at some point in the research, mainly during laser machining using UV Nd:YAG and CO2 lasers. While Excimer laser was widely considered for polymer waveguide due to its high quality potential, the successful fabrication at 10.6 μm IR and 355 nm UV wavelengths and at relatively low propagation loss at datacom wavelength of 850 nm (estimated to be < 1.5 dB/cm) were unprecedented. The author considered further reduction in the optical loss by looking at the effect of fluence, power, pulse repetition rate, speed and optical density on the achievable propagation but found no direct relationship between these parameters; it is therefore concluded that process optimisation is the best practice. In addition, a novel in-plane 45-degree coupling mirror fabrication using Excimer laser ablation was demonstrated for the first time, which was considered to be vital for communication between chips (or other suitable components) at board-level.

Este estudo clínico randomizado duplo-cego avaliou a efetividade da irradiação com o laser de Nd:YAG e de uma pasta de fosfosilicato de cálcio e sódio (NovaMin®) no tratamento da hipersensibilidade dentinária cervical (HDC). Após seleção dos pacientes, estes foram aleatoriamente designados para os grupos experimentais: 1. controle-placebo, 2. Pasta de fosfosilicato de cálcio e sódio - NovaMin® e 3. Laser de Nd:YAG (1W, 10Hz, 85J/cm2). A dor foi avaliada através de uma escala visual analógica de dor após estímulo evaporativo com jato de ar e estímulo tátil com sonda exploradora antes do tratamento (baseline) e após 5 minutos, 1 e 4 semanas. Quando o paciente apresentava mais de um dente com HDC, a média dos valores obtidos era considerada. A irradiação com laser de Nd:YAG foi realizada duas vezes no sentido mésio-distal e duas no sentido ocluso-gengival. A pasta contendo NovaMin® foi aplicada com taça de borracha em baixa rotação após 60 segundos em contato com os dentes. Pacientes do grupo placebo receberam simulações de cada tratamento. Os avaliadores e os pacientes desconheciam o tratamento aplicado, enquanto que o pesquisador que realizou os tratamentos desconhecia os resultados das avaliações de dor. Como os dados apresentaram distribuição normal, foram comparados pelo teste ANOVA de medidas repetidas 2 fatores. Todos os tempos experimentais demonstraram diminuição na dor em relação ao baseline (p<0,05) e não houve diferença entre os grupos experimentais em nenhum dos tempos avaliados (p>0,05). Todos os tratamentos foram igualmente efetivos na diminuição da dor da HDC. / This double-blind randomized clinical trial assessed the Nd:YAG laser and calcium sodium phosphosilicate (NovaMin®) prophy paste effect in the treatment of cervical dentin hypersensitivity (CDH). The study consisted on three experimental groups: 1. Control-placebo, 2. calcium sodium phosphosilicate prophy paste - NovaMin® and 3. Nd:YAG Laser (1W, 10Hz, 85J/cm²). Pain was evaluated through a visual analogue scale (VAS) after evaporative stimuli with air blast and tactile stimuli with exploratory probe at baseline and after 5 minutes, 1 and 4 weeks. A simple mean was calculated for each patient, using individual results. Nd:YAG laser was irradiated twice at mesio-distal direction and twice at occluso-gingival direction. Prophylaxis using NovaMin® was performed 60 seconds after paste was applied. Patients from control group received each treatment simulation. Both patients and evaluators did not know the administered treatment, as the principal researcher were blinded to the pain results. The data presented normal distribution and ANOVA for repeated measures with 2 factors was used. There was no significant differences between groups (p>0,05) and all groups presented decreased pain levels after treatments. All the treatments were equally efficient in decrease pain related to CDH.

In der vorliegenden Arbeit wird bei tiefen Temperaturen die bimolekulare Reaktion C2H2+ + H2 -- C2H3+ + H in einem HF 22-Pol-Ionenspeicher untersucht. %weist eine Aktivierungsenergie von ca. 50 meV auf. Dreikörper- und Strahlungsratenkoeffizienten der Assoziationsreaktion C2H2+ + H2 -- C2H4+ werden bestimmt, sowie ihre Temperaturabhängigkeit. Durch Anregung der infrarot-aktiven antisymmetrischen C--H-Streckschwingung nu3 des C2H2+-Ions wird die Aktivierungsenergie der bimolekularen Reaktion überwunden. Zunächst wird ein Nd:YAG-Laser gepumpter Farbstofflaser mit Differenzfrequenzmischung und dann ein schmalbandiger cw-betriebener Bleisalzdiodenlaser zur Induzierung der Reaktion eingesetzt. Der Nachweis des Produkts C2H3+ dient als Hinweis auf den Anregungszustand der C2H2+-Ionen ( chemical probing) und somit lassen sich die P-, Q- und R-Zweige der Normalschwingung nu3 von C2H2+ aufzeichnen. Die empfindliche untergrundfreie Spektroskopie der Prim¨arionen wird demonstriert. Die hohe spektrale Auflösung des Experiments ermöglicht die Schwingungs-, Rotations-, Feinstruktur- und Kernspinszustandspezifische Anregung der C2H2+-Ionen. %Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen Rotationseffekte. Es wird gezeigt, dass eine grössere Rotationsquantenzahl des C2H2+-Ions zur Behinderung der Reaktion führt. Mit der Messung der C2H3+-Ionenzahl als Funktion der Speicherzeit und der H2-Dichte werden die Ratenkoeffizienten der laserinduzierten Reaktion und der Reaktion schwingungsangeregter Primärionen bestimmt. Es wird vermutet, dass die Energie nicht unmittelbar in der Reaktionskoordinate vorhanden ist, sondern einen Sto¨skomplex \mbox{\glqq erhitzt\grqq}. Die von einer Barriere im Eingangskanal behinderte Komplexbildung kann die vorgestellten Ergebnisse erklären. Der Ratenkoeffizient der stossinduzierten Schwingungsrelaxation wird ermittelt. Die experimentelle Bestimmung des Einstein-Koeffizienten der spontanen Emission ermöglicht es, die Lebensdauer des angeregten Zustandes sowie das Dipolmatrixelement und die Schwingungsintensität von nu3 abzuschätzen.

In der vorliegenden Arbeit wird bei tiefen Temperaturen die bimolekulare Reaktion C2H2+ + H2 -- C2H3+ + H in einem HF 22-Pol-Ionenspeicher untersucht. %weist eine Aktivierungsenergie von ca. 50 meV auf. Dreikörper- und Strahlungsratenkoeffizienten der Assoziationsreaktion C2H2+ + H2 -- C2H4+ werden bestimmt, sowie ihre Temperaturabhängigkeit. Durch Anregung der infrarot-aktiven antisymmetrischen C--H-Streckschwingung nu3 des C2H2+-Ions wird die Aktivierungsenergie der bimolekularen Reaktion überwunden. Zunächst wird ein Nd:YAG-Laser gepumpter Farbstofflaser mit Differenzfrequenzmischung und dann ein schmalbandiger cw-betriebener Bleisalzdiodenlaser zur Induzierung der Reaktion eingesetzt. Der Nachweis des Produkts C2H3+ dient als Hinweis auf den Anregungszustand der C2H2+-Ionen ( chemical probing) und somit lassen sich die P-, Q- und R-Zweige der Normalschwingung nu3 von C2H2+ aufzeichnen. Die empfindliche untergrundfreie Spektroskopie der Prim¨arionen wird demonstriert. Die hohe spektrale Auflösung des Experiments ermöglicht die Schwingungs-, Rotations-, Feinstruktur- und Kernspinszustandspezifische Anregung der C2H2+-Ionen. %Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen Rotationseffekte. Es wird gezeigt, dass eine grössere Rotationsquantenzahl des C2H2+-Ions zur Behinderung der Reaktion führt. Mit der Messung der C2H3+-Ionenzahl als Funktion der Speicherzeit und der H2-Dichte werden die Ratenkoeffizienten der laserinduzierten Reaktion und der Reaktion schwingungsangeregter Primärionen bestimmt. Es wird vermutet, dass die Energie nicht unmittelbar in der Reaktionskoordinate vorhanden ist, sondern einen Sto¨skomplex \mbox{\glqq erhitzt\grqq}. Die von einer Barriere im Eingangskanal behinderte Komplexbildung kann die vorgestellten Ergebnisse erklären. Der Ratenkoeffizient der stossinduzierten Schwingungsrelaxation wird ermittelt. Die experimentelle Bestimmung des Einstein-Koeffizienten der spontanen Emission ermöglicht es, die Lebensdauer des angeregten Zustandes sowie das Dipolmatrixelement und die Schwingungsintensität von nu3 abzuschätzen.