4,099 matches
-
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 studiu recent de simulare [50] a raportat emisia unui jet cald de electroni 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
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
de electroni 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
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
depășește potențialul de ionizare, p. Cu toate acestea, dacă intensitatea radiației este suficient de ridicată, un atom poate absorbi în mod simultan un număr corespunzător de fotoni pentru a induce ionizarea (sau, în cazul unui solid, de a ejecta un electron dintr-o bandă de valență). Această situație este denominată drept ionizarea multi-foton (MPI - multiphoton ionization) și poate fi modelată prin procesul: eXqhx (1.13) unde q fotoni dispun de suficientă energie pentru a ioniza atomul Țintă X. În acest caz
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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 majorare a densității electronice. De asemenea, pe măsură ce electronii energizați interacționează alături de câmpul
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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, precum un electron, atunci când este respins de o altă particulă încărcată) sau, în mod invers, pot suferi
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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, precum un electron, atunci când este respins de o altă particulă încărcată) sau, în mod 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
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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, câmpul electric ridicat penetrează în stratul superficial al materialului solid, determinând procese de încălzire
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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, 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
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
de mare putere interacționează cu materia, în materialul respectiv energia se acumulează cu o viteză atât de ridicată, încât acesta trece rapid în stare de plasmă ionizată. În cadrul acesteia, energia poate fi transferată la nivel microscopic între energia cinetică a electronilor liberi (ionizați), energia cinetică a ionilor, energia fotonică din câmpul de radiație și electronii legați [54]. Aceste fenomene sunt prezentate in Fig. 1.31, unde se descriu și procesele principale care 57 relaționează diferitele subsisteme plasmice. Energia se poate transfera
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
viteză atât de ridicată, încât acesta trece rapid în stare de plasmă ionizată. În cadrul acesteia, energia poate fi transferată la nivel microscopic între energia cinetică a electronilor liberi (ionizați), energia cinetică a ionilor, energia fotonică din câmpul de radiație și electronii legați [54]. Aceste fenomene sunt prezentate in Fig. 1.31, unde se descriu și procesele principale care 57 relaționează diferitele subsisteme plasmice. Energia se poate transfera, de asemenea, între aceste subsisteme microscopice și mișcările macroscopice (șocuri, turbulențe). Fig. 1.31
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
interacțiune denominate, iar liniile întrerupte - mecanismele neconsiderate în mod normal, dar care pot fi operaționale. Aceste mecanisme implică întâlniri tranzitorii între ioni parțial ionizați, care pot fi înțelese utilizând funcții de unde electronice, în care se influențează cel puțin un nucleu Electronii legați prezintă un număr extrem de ridicat de posibile stări discrete de excitare și ionizare, acestea fiind echilibrate în principal de procese colizionale electronice și fotonice. O plasmă formată exclusiv din ioni și electroni poate prezenta un comportament de neechilibru în
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
care se influențează cel puțin un nucleu Electronii legați prezintă un număr extrem de ridicat de posibile stări discrete de excitare și ionizare, acestea fiind echilibrate în principal de procese colizionale electronice și fotonice. O plasmă formată exclusiv din ioni și electroni poate prezenta un comportament de neechilibru în fiecare dintre subsistemele sale: electroni și ioni liberi, electroni legați și în câmpul de radiație. Este interesantă ideea conceperii unui model care să descrie corespunzător interacțiunea neliniară dintre subsisteme. Un astfel de model
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
extrem de ridicat de posibile stări discrete de excitare și ionizare, acestea fiind echilibrate în principal de procese colizionale electronice și fotonice. O plasmă formată exclusiv din ioni și electroni poate prezenta un comportament de neechilibru în fiecare dintre subsistemele sale: electroni și ioni liberi, electroni legați și în câmpul de radiație. Este interesantă ideea conceperii unui model care să descrie corespunzător interacțiunea neliniară dintre subsisteme. Un astfel de model trebuie să explice interacțiunile dintre subsistemele distincte prezentate în figura 1.31
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
stări discrete de excitare și ionizare, acestea fiind echilibrate în principal de procese colizionale electronice și fotonice. O plasmă formată exclusiv din ioni și electroni poate prezenta un comportament de neechilibru în fiecare dintre subsistemele sale: electroni și ioni liberi, electroni legați și în câmpul de radiație. Este interesantă ideea conceperii unui model care să descrie corespunzător interacțiunea neliniară dintre subsisteme. Un astfel de model trebuie să explice interacțiunile dintre subsistemele distincte prezentate în figura 1.31. Pentru simplificare, se poate
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
care să descrie corespunzător interacțiunea neliniară dintre subsisteme. Un astfel de model trebuie să explice interacțiunile dintre subsistemele distincte prezentate în figura 1.31. Pentru simplificare, se poate considera o plasmă zero-dimensională, nefiind astfel inclus nici un efect de transport prin electroni, radiație sau mișcare hidrodinamică, dar existând aspectele microfizice ale interacțiunilor dintre diferitele subsisteme. Cu toate acestea, modelarea acestui set 58 complex de interacțiuni rămâne extrem de complicată și, în calculele efectuate cu regularitate, pentru a simplifica modelul, se acceptă prezumția de
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
dintre diferitele subsisteme. Cu toate acestea, modelarea acestui set 58 complex de interacțiuni rămâne extrem de complicată și, în calculele efectuate cu regularitate, pentru a simplifica modelul, se acceptă prezumția de echilibru în unul sau mai multe subsisteme. Temperaturile asociate acestora (electroni, ioni, radiație și electroni legați) nu sunt în mod necesar identice în cadrul plasmelor generate prin acțiune laser. Într-adevăr, gradul de caracterizare a sistemului în funcție de o temperatură singulară variază pe măsură ce plasma evoluează. 1.3.5. Aplicații industriale ale proceselor și
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
toate acestea, modelarea acestui set 58 complex de interacțiuni rămâne extrem de complicată și, în calculele efectuate cu regularitate, pentru a simplifica modelul, se acceptă prezumția de echilibru în unul sau mai multe subsisteme. Temperaturile asociate acestora (electroni, ioni, radiație și electroni legați) nu sunt în mod necesar identice în cadrul plasmelor generate prin acțiune laser. Într-adevăr, gradul de caracterizare a sistemului în funcție de o temperatură singulară variază pe măsură ce plasma evoluează. 1.3.5. Aplicații industriale ale proceselor și efectelor laser. Marcarea Un
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
bazate pe utilizarea fasciculelor de particule încărcate. Problema principală aferentă unei astfel de tehnici se referă la aspectele legate de generarea și focalizarea fasciculelor. Într-un astfel de sistem, undele electromagnetice asociate fasciculului laser devin nu numai o sursă de electroni rezultați prin ablația laser, ci și un mediu de accelerare prin intermediul stocasticizării comportament intrinsesc non determinist, sporadic, fără o ordine predictibilă sau planificabilă. Interacțiunea dintre fasciculul de particule încărcate, undele electromagnetice și câmpul magnetic uniform induce un efect gun asupra
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
ablația laser, ci și un mediu de accelerare prin intermediul stocasticizării comportament intrinsesc non determinist, sporadic, fără o ordine predictibilă sau planificabilă. Interacțiunea dintre fasciculul de particule încărcate, undele electromagnetice și câmpul magnetic uniform induce un efect gun asupra fasciculului de electroni stocasticizați, un efect ce reprezintă baza noii tehnici de marcare. Direcționarea fasciculului obținut este realizată cu ajutorul unui câmp magnetic uniform. Pe baza seturilor de valori generate prin intermediul scriptului Fortran 90, s-a realizat modelarea grafică folosind aplicația Wolfram Mathematica 7
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
în două structuri cu dinamică și viteze distincte; această divizare este totodată confirmată prin măsurătorile efectuate cu sonda Langmuir, asupra acelorași probe. Alte cercetări experimentale reprezintă o completare a rezultatelor de mai sus, prin relevarea existenței a două specii de electroni cu viteze distincte: investigații asupra contribuției individuale a variate specii neutre sau ionizate prezente în plumă, prin dispersarea emisiei optice via un monocromator, în cadrul unor studii spectroscopice de spațiu și timp. Fascicolul a fost focalizat prin intermediul unei lentile cu f
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
unui metal la un fascicul concentrat și de mare putere [136, 138]. Fig. 5.1. Reprezentarea schematică a etapelor ce au loc la topirea în fascicul laser [136] 132 În prima etapă a expunerii, are loc transmiterea energiei fasciculului către electronii materialului metalic; ca urmare a acumulării de energie, are loc cea de-a doua etapă, care constă în topirea superficială a primelor straturi atomice și difuzarea în continuare a căldurii către straturile următoare. În continuare, are loc cea de-a
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
analiza SEM, s-a constat că lățimea benzii de inscripționare este de până la 90 µm, iar parametrul Rk poate fi aproximat la o valoare de circa 15µm. Zona expusă fasciculului laser și analizată EDX calitativ și cantitativ. Imagine SEI (de electroni secundari) Analiza EDX pentru redarea distribuției elementelor din straturile expuse la radiația laser Fig. 5.10 conține analiza EDX (realizată cu un spectrometru de raze X dispersiv în energie (EDX), cu rezoluția la MnK de 130 eV), cu punerea în
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
se observă o ușoară pierdere prin evaporare a elementelor constitutive din stratul superficial al paletei și formarea cu precădere a unor oxizi de Al-Fe-Ti. Fig. 5.21. Zona expusă fasciculului laser și analizată EDX calitativ și cantitativ. Imagine SEI (de electroni secundari).Mărire X 2000 Fig. 5.22. Analiza EDX asociată imaginii SEI pune în evidență hărțile de distribuție pentru Cr și Ni în zona expusă fasciculului și formarea de oxizi Fig. 5.23. Analiza EDX cu punerea în evidență a
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
și formării de oxizi. S-a identificat o contaminare cu oxizi de sulf și aluminiu, probabil rezultați din operația de secționare a paletelor. 149 Fig. 5.41. Zona expusă fasciculului laser și analizată EDX calitativ și cantitativ. Imagine SEI (de electroni secundari). Mărire X 2.400 Fig. 5.42. Buletin de analiză cantitativă EDX. Analiza pune în evidență distribuția elementelor în zona expusă la radiația laser. În zona inscripționată se observă o ușoară pierdere prin evaporare a elementelor constitutive din stratul
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
intensitățile razelor difractate sunt mai mari decât în cazul elementelor cu număr atomic mic. În consecință, precizia metodei depinde de materialul studiat. Pentru studiul straturilor subțiri, metode alternative difracției de raze X sunt: microscopia electronică prin transmisie (TEM), difracția de electroni de joasă energie (LEED), difracția de electroni de înaltă energie (RHEED) și difracția de neutroni. Primele două sunt limitate la studiul suprafețelor și nu oferă informații despre întreaga grosime a straturilor. În difracția de neutroni, sensibilitatea este mult diferită față de
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]