Interaction d'un faisceau laser avec une cible métallique - Première partie Étude de l'échauffement et de la vaporisation de la cible
Résumé
Les dégâts provoqués sur une cible métallique, sous vide, par focalisation d'un faisceau lumineux issu d'un laser à rubis, sont fonction de l'énergie et de la durée d'impulsion lumineuse (dans le domaine de 2 x 10-7 s à 2 × 10-6 s et de 1 à 300 mJ). 1. Lorsque l'énergie est insuffisante pour vaporiser les couches traversées, la propagation du front thermique n'a que des effets d'échauffement se traduisant par une modification de l'état de surface et la désorption des contaminants superficiels. 2. Lorsque l'énergie atteint une valeur seuil, 0,01 Joule délivré en 0,8μs (soit environ 107 W/cm2), un cratère est formé, la pénétration du front thermique s'accompagnant alors de la vaporisation du matériau. 3. Les dimensions de ce cratère (profondeur, diamètre) augmentent avec l'énergie lumineuse, mais en tendant vers des valeurs limites pour des énergies de dix à cent fois supérieures au seuil. On peut rendre compte de ce phénomène de saturation en considérant les vitesses relatives de pénétration de la chaleur et de propagation du front de vaporisation dans le matériau. Le modèle proposé permet de calculer la quantité de matière vaporisée (de l'ordre du microgramme) en fonction des paramètres de l'impulsion lumineuse et des propriétés physiques de la cible. 4. Au-delà du seuil, si la profondeur du cratère reste sensiblement constante, par contre la projection du matériau est plus violente.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt