6,621 matches
-
ultrascurte nu sunt ecranate de plasmă și interacționează direct cu suprafața materialului, datorită expansiunii spațiale neglijabile a plasmei, pe parcursul intervalului extrem de scurt de timp [44]. Ilustrarea interacțiunii pulsurilor laser lungi și ultrascurte cu solidele. Radiația laser se poate propaga în plasmă doar dacă numărul aferent densității electronice ne este mai mic decât valoarea critică nc [39] Pentru acest regim de timp, energia de puls este absorbită într-un strat superficial subțire, a cărui grosime corespunde adâncimii de penetrare optică (~10 nm
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
studiată sinteza de Np prin ablație femtosecundă, fiind concretizate, prin cercetări teoretice, mecanismele de formare; astfel, pot fi propuse două mecanisme pentru explicarea sintezei Np: ejectare directă de clustere de pe Țintă sau lipirea și agregarea colizională în cadrul fluxului plumei de plasmă ablată. Scopul primar al utilizării pulsurilor femtosecundă în creșterea filmelor subțiri a fost de a evita formarea de picături micrometrice, induse de efectele termice din Țintă, ce apar în general ca rezultat al ablației laser în regim nanosecundă. Având în
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
formarea de picături. În prezent, acest aspect reprezintă încă un subiect de discuție și nu poate fi oferit un răspuns precis referitor la posibila formare de picături sau clustere la suprafața filmului. 1.3.3. Interacțiunile dintre laserii ultra-rapizi și plasma generată de aceștia Dezvoltarea recentă a laserilor cu emisii pulsate ultrascurte, în regim de femtosecundă (1 fs = 10 -15 s), a reprezentat cheia către o serie extinsă de noi aplicații. Cercetările efectuate au condus la progrese semnificative și au conferit
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
toate acestea, nu s-a fundamentat până în prezent o înțelegere completă a întregului proces, din cauza naturii complicate a acestuia. Trebuie luate în considerare nu numai condițiile de prelucrare, dar și proprietățile materialelor, ca de exemplu absorbția, conductivitatea termică și formarea plasmei. Aceste caracteristici nu sunt totuși, în multe cazuri, date de valorile lor din stările stabile, sau nu pot fi descrise prin ecuații rezultate din ipoteza unui echilibru termic local. Apar modificări datorită absenței acestui echilibru, stare determinată de interacțiunea ultrarapidă
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
și cele termodinamice ale solidului sunt afectate de modificările induse. În plus, prezența unor intense procese neliniare, cauzate de dependența de temperatură a absorbției sau conductivității termice electronice, complică și mai mult analiza acestor tehnologii. Interacțiunile laser-plasmă În cadrul interacțiunii laser - plasmă, intensitățile extrem de ridicate induc un număr mare de fenomene neliniare, printre care excitarea puternică a frontului de undă, auto-focalizarea, interacțiunile undă - undă, precum împrăștierea Raman stimulată [47]. Laserii pulsativi de mare putere, care determină undele de plasmă, sunt bazați pe
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
În cadrul interacțiunii laser - plasmă, intensitățile extrem de ridicate induc un număr mare de fenomene neliniare, printre care excitarea puternică a frontului de undă, auto-focalizarea, interacțiunile undă - undă, precum împrăștierea Raman stimulată [47]. Laserii pulsativi de mare putere, care determină undele de plasmă, sunt bazați pe CPA („chirped pulse amplification” amplificarea pulsurilor prin modulație de frecvență), o tehnică dezvoltată inițial pentru a evita deteriorarea componentelor optice. CPA implică amplificarea unui puls „de acumulare”, cu frecvență modulată, în cadrul unui mediu solid de amplificare cu
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
acumulare este compresat prin intermediul unor elemente optice dispersive, la durate ultrascurte și puteri ridicate, în prezent de ordinul a mai mulți petawatt. Având în vedere că CPA este limitat la acest nivel de distrugerea elementelor optice, a fost sugerată posibilitatea plasmei ca mediu de amplificare. Retro împrăștierea Raman stimulată în plasmă are loc atunci când două fascicule laser ușor diferite se intersectează în interiorul plasmei, pentru a produce o undă pulsată, cu frecvența egală celei a plasmei. Amplificatorul Raman cu modulație de frecvență
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
ultrascurte și puteri ridicate, în prezent de ordinul a mai mulți petawatt. Având în vedere că CPA este limitat la acest nivel de distrugerea elementelor optice, a fost sugerată posibilitatea plasmei ca mediu de amplificare. Retro împrăștierea Raman stimulată în plasmă are loc atunci când două fascicule laser ușor diferite se intersectează în interiorul plasmei, pentru a produce o undă pulsată, cu frecvența egală celei a plasmei. Amplificatorul Raman cu modulație de frecvență prezintă potențial pentru amplificarea liniară a pulsurilor ultrascurte de fidelitate
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
Având în vedere că CPA este limitat la acest nivel de distrugerea elementelor optice, a fost sugerată posibilitatea plasmei ca mediu de amplificare. Retro împrăștierea Raman stimulată în plasmă are loc atunci când două fascicule laser ușor diferite se intersectează în interiorul plasmei, pentru a produce o undă pulsată, cu frecvența egală celei a plasmei. Amplificatorul Raman cu modulație de frecvență prezintă potențial pentru amplificarea liniară a pulsurilor ultrascurte de fidelitate și putere ridicate sau pentru compresarea pulsurilor de înaltă energie cu modulație
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
elementelor optice, a fost sugerată posibilitatea plasmei ca mediu de amplificare. Retro împrăștierea Raman stimulată în plasmă are loc atunci când două fascicule laser ușor diferite se intersectează în interiorul plasmei, pentru a produce o undă pulsată, cu frecvența egală celei a plasmei. Amplificatorul Raman cu modulație de frecvență prezintă potențial pentru amplificarea liniară a pulsurilor ultrascurte de fidelitate și putere ridicate sau pentru compresarea pulsurilor de înaltă energie cu modulație de frecvență produse de un amplificator CPA convențional, evitând astfel necesitatea prezenței
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
suficient de electroni sunt eliminați din nucleul grupării, lăsând în urmă o grupare încărcată pozitiv care explodează datorită respingerii electrostatice dintre ioni. Explozia are loc în unități de timp prea scurte pentru realizarea proceselor normale de transport, precum apariția încălzirii plasmei și termalizării, determinate de timpul de tranzit „obișnuit” prin grupare. Totodată, s-a demonstrat că exploziile Coulomb au loc în mod preferențial în cazul grupărilor mai mici și produc astfel ionii cu cel mai înalt nivel de energie [49]. Un
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
ca rezultat al interacțiunii intense (1017 W/cm2) dintre un laser femtosecundă și grupări de Ar. În plus, trebuie menționat că pulsurile laser scurte și intense pot crea în mod spontan câmpuri magnetice megagauss, ce pot afecta dinamica electronilor în cadrul plasmelor. Crearea plasmei prin intermediul radiației Pentru intensități reduse ale radiației laser, ionizarea unui atom (sau a unei molecule) poate fi determinată radiativ exclusiv dacă energia fotonică hv depășește potențialul de ionizare, p. Cu toate acestea, dacă intensitatea radiației este suficient de
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
al interacțiunii intense (1017 W/cm2) dintre un laser femtosecundă și grupări de Ar. În plus, trebuie menționat că pulsurile laser scurte și intense pot crea în mod spontan câmpuri magnetice megagauss, ce pot afecta dinamica electronilor în cadrul plasmelor. Crearea plasmei prin intermediul radiației Pentru intensități reduse ale radiației laser, ionizarea unui atom (sau a unei molecule) poate fi determinată radiativ exclusiv dacă energia fotonică hv depășește potențialul de ionizare, p. Cu toate acestea, dacă intensitatea radiației este suficient de ridicată, un
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
lungimi de undă de ~ eV.m 2411 , q este în mod normal ~10, randamentul MPI crește rapid, proporțional cu intensitatea, fiind necesare valori ale intensității de peste 108 - 1010 W cm-2 pentru a obține o ionizare semnificativă. Mecanisme de încălzire a plasmei Atunci când densitatea mediului Țintă (solid sau gaz) este suficient de ridicată, electronul energizat interacționează cu ionii din plasmă, putânduse iniția un set de procese care absorb energia laser și încălzesc plasma. Poate avea loc o ionizare colizională, ce determină o
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
cu intensitatea, fiind necesare valori ale intensității de peste 108 - 1010 W cm-2 pentru a obține o ionizare semnificativă. Mecanisme de încălzire a plasmei Atunci când densitatea mediului Țintă (solid sau gaz) este suficient de ridicată, electronul energizat interacționează cu ionii din plasmă, putânduse iniția un set de procese care absorb energia laser și încălzesc plasma. Poate avea loc o ionizare colizională, ce determină o majorare a densității electronice. De asemenea, pe măsură ce electronii energizați interacționează alături de câmpul Coulomb al ionilor, aceștia pot emite
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
a obține o ionizare semnificativă. Mecanisme de încălzire a plasmei Atunci când densitatea mediului Țintă (solid sau gaz) este suficient de ridicată, electronul energizat interacționează cu ionii din plasmă, putânduse iniția un set de procese care absorb energia laser și încălzesc plasma. Poate avea loc o ionizare colizională, ce determină o majorare a densității electronice. De asemenea, pe măsură ce electronii energizați interacționează alături de câmpul Coulomb al ionilor, aceștia pot emite radiație bremsstrahlung în bandă largă (radiație electromagnetică produsă de accelerarea unei particule încărcate
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
invers, pot suferi o creștere energetică prin absorbția de radiație (bremsstrahlung invers) [51]. Când un solid este iradiat cu un puls laser caracterizat de o intensitate mai mare de 1011 W cm-2, suprafața este ionizată rapid și se formează o plasmă ce se îndepărtează de suprafață printr-o extindere hidrodinamică. Dacă durata pulsului laser este foarte scurtă (<1 ps), expansiunea hidrodinamică a plasmei nu dispune de suficient timp pentru a se dezvolta și gradientul densității este foarte abrupt, cu o lungime
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
caracterizat de o intensitate mai mare de 1011 W cm-2, suprafața este ionizată rapid și se formează o plasmă ce se îndepărtează de suprafață printr-o extindere hidrodinamică. Dacă durata pulsului laser este foarte scurtă (<1 ps), expansiunea hidrodinamică a plasmei nu dispune de suficient timp pentru a se dezvolta și gradientul densității este foarte abrupt, cu o lungime a scalei în mod tipic mai mică decât o lungime de undă a laserului. Absența relativă 56 a unei regiuni coronale cu
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
gradientul densității este foarte abrupt, cu o lungime a scalei în mod tipic mai mică decât o lungime de undă a laserului. Absența relativă 56 a unei regiuni coronale cu densitate redusă semnifică faptul că procesele parametrice de cuplare laser - plasmă sunt mult mai puțin pronunțate și absorbția se realizează în principal datorită accelerării electronilor de către potențialul ponderomotiv și procesele de absorbție prin rezonanță. Având în vedere că lungimea scalei gradientului densităților este mai mică decât lungimea de undă a laserului
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
că lungimea scalei gradientului densităților este mai mică decât lungimea de undă a laserului, câmpul electric ridicat penetrează în stratul superficial al materialului solid, determinând procese de încălzire colizională. Frontul de căldură penetrează apoi în regiunile de înaltă densitate ale plasmei. La intensități ridicate (I > 1015 W cm-2), temperatura plasmei crește atât de rapid încât coliziunile nu mai sunt eficiente pe parcursul interacțiunii, dominând procesele de absorbție necolizionale precum absorbția de rezonantă. Dacă intensitatea laserului este foarte ridicată, de exemplu 22182 10
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
lungimea de undă a laserului, câmpul electric ridicat penetrează în stratul superficial al materialului solid, determinând procese de încălzire colizională. Frontul de căldură penetrează apoi în regiunile de înaltă densitate ale plasmei. La intensități ridicate (I > 1015 W cm-2), temperatura plasmei crește atât de rapid încât coliziunile nu mai sunt eficiente pe parcursul interacțiunii, dominând procesele de absorbție necolizionale precum absorbția de rezonantă. Dacă intensitatea laserului este foarte ridicată, de exemplu 22182 10 mcmWI , forța ponderomotivă (forța neliniară aplicată unei particule încărcate
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
foarte ridicată, de exemplu 22182 10 mcmWI , forța ponderomotivă (forța neliniară aplicată unei particule încărcate, în cadrul unui câmp electromagnetic oscilant neomogen) este suficientă pentru a disloca electronii, determinând astfel un canal cu indice cu refracție mai mare spre Țintă prin plasma mai densă. Pentru ca acestea să aibă loc, presiunea radiației luminoase trebuie să depășească presiunea termică a plasmei. 1.3.4. Efectele laserilor ultra-rapizi Laserii de mare putere produc plasme cu densitatea energetică macroscopică maximă ce se poate obține în laborator
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
câmp electromagnetic oscilant neomogen) este suficientă pentru a disloca electronii, determinând astfel un canal cu indice cu refracție mai mare spre Țintă prin plasma mai densă. Pentru ca acestea să aibă loc, presiunea radiației luminoase trebuie să depășească presiunea termică a plasmei. 1.3.4. Efectele laserilor ultra-rapizi Laserii de mare putere produc plasme cu densitatea energetică macroscopică maximă ce se poate obține în laborator. Astfel de plasme pot, de asemenea, prezenta cea mai ridicată densitate energetică în câmpul de radiație, dar
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
un canal cu indice cu refracție mai mare spre Țintă prin plasma mai densă. Pentru ca acestea să aibă loc, presiunea radiației luminoase trebuie să depășească presiunea termică a plasmei. 1.3.4. Efectele laserilor ultra-rapizi Laserii de mare putere produc plasme cu densitatea energetică macroscopică maximă ce se poate obține în laborator. Astfel de plasme pot, de asemenea, prezenta cea mai ridicată densitate energetică în câmpul de radiație, dar și valori extreme ale altor mărimi, precum presiunea, densitatea, viteza și gradientul
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
Pentru ca acestea să aibă loc, presiunea radiației luminoase trebuie să depășească presiunea termică a plasmei. 1.3.4. Efectele laserilor ultra-rapizi Laserii de mare putere produc plasme cu densitatea energetică macroscopică maximă ce se poate obține în laborator. Astfel de plasme pot, de asemenea, prezenta cea mai ridicată densitate energetică în câmpul de radiație, dar și valori extreme ale altor mărimi, precum presiunea, densitatea, viteza și gradientul acesteia. Aceste condiții extreme sunt rezultatul densității foarte mari a energiei fotonice produse de
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]