Dr. Daniel Forster, Département de physique, Université de Montréal, Montréal, QC, Canada
L'ablation laser est une méthode d'importance technologique avec de nombreuses applications : production de surfaces microstructurées, fabrication de nanoparticules et analyse de matériaux par spectroscopie sur plasma induite par laser (LIBS). Pour ces applications, il est important de comprendre et de contrôler le processus d'ablation. Nous étudions comment l'utilisation d'impulsions doubles de laser peut affecter les mécanismes impliqués. Nous nous concentrons sur des cibles en aluminium en tant qu'exemple de métaux simples.
Nos simulations sont basées sur un modèle à deux températures, ionique et électronique. Le modèle couple une description du continuum pour les électrons de la bande de conduction avec une approche classique de la dynamique moléculaire (MD) pour les ions. Les électrons sont décrits par une équation de la chaleur, où le laser intervient comme un terme source et un terme de couplage décrit le transfert d'énergie aux ions. Nous analysons les trajectoires thermodynamiques, c'est-à-dire que nous suivons la position des différentes tranches de la cible à travers le diagramme de phase lors de l'ablation. En outre, nous examinons la formation de bulles dans la cible en utilisant la théorie de la nucléation classique.
Si le délai entre les deux impulsions est de l'ordre de quelques picosecondes, l'interférence entre les ondes de compression et de raréfaction générées par les deux impulsions entraîne une réduction de la pression maximale qui traverse la cible. En conséquence, la profondeur de l'ablation ainsi que les dommages infligés à la cible diminuent. En outre, la vaporisation, l'éjection des monomères par opposition aux plus grands fragments, est renforcé dans l'ablation par double impulsion. Une quantité élevée de monomères chauds dans le panache d'ablation est à l'origine d'une meilleure résolution des spectres d'émission obtenue en utilisant des impulsions doubles.
Cette conférence est présentée par le RQMP Versant Nord du Département de physique de l'Université de Montréal et le Département de génie physique de Polytechnique Montréal.
