17,784 matches
-
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 atom poate
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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 atom poate absorbi în mod simultan un
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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 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
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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 o creștere energetică prin absorbția de radiație (bremsstrahlung invers) [51]. Când
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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 o creștere energetică prin absorbția de radiație (bremsstrahlung invers) [51]. Când un solid este iradiat cu
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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 1011 W cm-2, suprafața este ionizată rapid și se formează o plasmă ce se îndepărtează de suprafață printr-o extindere hidrodinamică
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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. Astfel de plasme pot, de asemenea, prezenta cea mai
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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 fasciculele laser de mare putere. De exemplu, prin focalizarea laserului caracterizat de cea
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
densitatea, viteza și gradientul acesteia. Aceste condiții extreme sunt rezultatul densității foarte mari a energiei fotonice produse de fasciculele laser de mare putere. De exemplu, prin focalizarea laserului caracterizat de cea mai ridicată intensitate existentă în lume, densitatea energetică a radiației luminoase este de aproximativ 1012 J cm-3, cu un randament de livrare de energie de 1024 J cm-3 s-1 [52]. Pentru a obține aceeași densitate energetică și același randament de livrare, este necesară o încălzire a materialului cu o
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
luminoase este de aproximativ 1012 J cm-3, cu un randament de livrare de energie de 1024 J cm-3 s-1 [52]. Pentru a obține aceeași densitate energetică și același randament de livrare, este necesară o încălzire a materialului cu o radiație termică de 20 keV (2 x 108 K) într-o singură ps. Deși transferul de energie dintre radiația laser monocromatică și energia termică nu este perfect, interacțiunea fotonilor laser cu materialul conduce la atingerea unor condiții extreme ale acestuia. Atunci când
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
s-1 [52]. Pentru a obține aceeași densitate energetică și același randament de livrare, este necesară o încălzire a materialului cu o radiație termică de 20 keV (2 x 108 K) într-o singură ps. Deși transferul de energie dintre radiația laser monocromatică și energia termică nu este perfect, interacțiunea fotonilor laser cu materialul conduce la atingerea unor condiții extreme ale acestuia. Atunci când laserii de mare putere interacționează cu materia, în materialul respectiv energia se acumulează cu o viteză atât de
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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, de asemenea, între aceste subsisteme microscopice și mișcările macroscopice (șocuri, turbulențe). Fig
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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 considera o plasmă zero-dimensională, nefiind astfel
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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 echilibru
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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 efectelor laser
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
derivarea condițiilor inițiale pentru ecuații. Pentru realizarea modelului teoretic vom lua în considerare interacțiunea dintre un fascicul de particule încărcate și un câmp compus, alcătuit dintr-un câmp electromagnetic și un câmp magnetic staționar uniform. H 67 câmpul electromagnetic asociat radiației laser devine totodată un mediu de accelerare pentru fasciculul de particule, prin intermediul stocasticizării; prezența câmpului magnetic uniform oferă posibilitatea de a controla direcția fasciculului de particule; metoda conferă de asemenea posibilitatea de a marca la nivel mezoscopic, deci dispune de
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
informații pe suprafață. În plus, se poate deduce micșorarea tensiunilor induse în materialul marcat. 2.3. Producerea unui fascicul de particule încărcate prin intermediul ablației laser, aferente marcării pentru trasabilitate Ablația laser implică un set complex de fenomene, de la interacțiunea dintre radiația laser și materialul Țintă, la absorbția fasciculului laser în cadrul plumei de ablație, respectiv la procese hidrodinamice și electrice aferente plasmei în expansiune. Direcționalitatea, viteza și alți câțiva parametri referitori la pluma de plasmă expulzată sunt de interes în cercetare, pentru
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
se condiționează mutual. Rezultatul acestei condiționări conduce la generarea de unde de frecvență staționare (2.73) în cadrul fluidului fractalic. Relația (2.73) poate fi aplicată în determinarea structurii spectrelor primare. Astfel, metoda LPP (Laser Plasma Plume - plasma generată prin interacțiunea cu radiație laser) poate fi utilizată ca sursă de particule încărcate, în cadrul procesului de marcare pentru trasabilitate. Aplicând modelul relativității de scală, devin abordabile dinamicile fasciculelor de particule încărcate, obținute prin ablație laser. Ablația laser implică un set complex de fenomene, de la
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
fi utilizată ca sursă de particule încărcate, în cadrul procesului de marcare pentru trasabilitate. Aplicând modelul relativității de scală, devin abordabile dinamicile fasciculelor de particule încărcate, obținute prin ablație laser. Ablația laser implică un set complex de fenomene, de la interacțiunea dintre radiația laser și materialul Țintă, la absorbția fasciculului laser în cadrul plumei de ablație, respectiv la procese hidrodinamice și electrice aferente plasmei în expansiune. Direcționalitatea, viteza și alți câțiva parametri referitori la pluma de plasmă expulzată sunt de interes în cercetare, pentru
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
marcării femtosecundă aferente celui mai apropiat raport între lățime si adâncime, comparativ cu marcarea folosind echipamentul laser comercial. Palpatorul profilometrului este totuși mai mare decât canalul obținut prin prelucrare. Prin urmare, el nu poate fi introdus în șanțul trasat folosind radiația femtolaser: acesta este prea îngust și adânc, iar aparatul nu a fost proiectat pentru astfel de "profile". În plus, luând în considerare situația tehnologică actuală, femtolaserul nu prezintă pentru moment o posibilitate de folosire facilă în mod industrial, pentru marcarea
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
laser nanosecundă Fasciculul laser utilizat pentru inscripționare este de fapt o sursă termică de putere specifică foarte mare și de mare intensitate, ce poate fi concentrată într-o zonă activă foarte îngustă (de numai 1-2mm). Metalele și aliajele lor absorb radiații din domeniul vizibil cu λ=1,06 μm în proporție de circa 40-60% din energia radiației, iar în domeniul infraroșu, pentru λ=10,6μm, absorb doar 3-10% din aceasta. Câmpul termic rezultat la contactul fasciculului laser cu metalul este alcătuit
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
foarte mare și de mare intensitate, ce poate fi concentrată într-o zonă activă foarte îngustă (de numai 1-2mm). Metalele și aliajele lor absorb radiații din domeniul vizibil cu λ=1,06 μm în proporție de circa 40-60% din energia radiației, iar în domeniul infraroșu, pentru λ=10,6μm, absorb doar 3-10% din aceasta. Câmpul termic rezultat la contactul fasciculului laser cu metalul este alcătuit pe baza influențelor pe care o au totalitatea fenomenelor de transfer termic ce apar între raza
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
a faptului că densitatea de energie este strict localizată, încălzirea generală a piesei este mult redusă, iar zona influențată termic la procesarea laser se limitează extrem de mult, ca urmare a răcirii rapide a zonei de intervenție la efectuarea marcării. Atunci când radiația laser este focalizată la suprafața unui metal, radiația fasciculului este preluată în 133 interiorul unui strat de metal cu grosimea de 10-5 până la 10-4 mm. Această proprietate de a focaliza și de a îndepărta extrem de rapid cantitatea de căldură absorbită
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
localizată, încălzirea generală a piesei este mult redusă, iar zona influențată termic la procesarea laser se limitează extrem de mult, ca urmare a răcirii rapide a zonei de intervenție la efectuarea marcării. Atunci când radiația laser este focalizată la suprafața unui metal, radiația fasciculului este preluată în 133 interiorul unui strat de metal cu grosimea de 10-5 până la 10-4 mm. Această proprietate de a focaliza și de a îndepărta extrem de rapid cantitatea de căldură absorbită are drept consecință o depreciere minimă a calității
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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 evidență a distribuției elementelor din straturile expuse la radiația laser. Analiza a
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]