Etude d’un plasma produit par ablation laser.

Abstract

L’ablation laser est une technique d’enlèvement de matière de la surface d’un solide ou d’un liquide par l’irradiation laser, largement utilisée aujourd’hui. Elle s’est développée depuis l’époque de l’invention des lasers (1960). Très rapidement, le processus d’ablation laser est devenu le sujet d’intérêt de beaucoup de scientifiques. Même si la réalisation d’ablation laser est assez simple, ce phénomène est très complexe ce qui confirme le fait que 50 ans après sa découverte il n’est pas encore tout à fait compris. Néanmoins, la technologie laser a beaucoup avancé entre temps et l’ablation laser a trouvé beaucoup d’applications dans l’industrie, l’analyse chimique, mais aussi dans la médicine et l’exploration de l’univers. Pour une meilleure maîtrise et un développement plus approfondi des technologies laser basées sur l’effet d’ablation, il est nécessaire de mieux comprendre les phénomènes à l’origine de l’interaction laser-matière. L ’ablation laser implique des processus physiques complexes et simultanés, comme le transfert de chaleur dans la cible, la fusion et la vaporisation du matériau, l’excitation et l’ionisation des atomes de la vapeur, l’expansion du plasma, l’interaction du plasma avec le faisceau laser, le rayonnement du plasma. Les caractéristiques du plasma induit par faisceau laser dépendent de plusieurs paramètres : les propriétés physiques du matériau (masse volumique, chaleur spécifique, conductivité thermique, le coefficient d’absorption du rayonnement, la température et la chaleur latente de fusion et de vaporisation), les paramètres du faisceau laser (longueur d’onde, durée d’impulsion, l’énergie, la densité de puissance) et les caractéristiques du milieu ambiant (composition chimique de l’atmosphère réactive et sa pression). Abstract: Laser ablation is a technique of removal of material from the surface of a solid or liquid by the laser irradiation is widely used today. It has grown since the time of the invention of lasers (1960). Very quickly, the process of laser ablation has become the subject of interest of many scientists. While performing laser ablation is quite simple Laser ablation is a technique of removal of material from the surface of a solid or liquid by the laser irradiation is widely used today. It has grown since the time of the, this phenomenon is very complex, which confirms the fact those 50 years after its discovery is not yet fully understood. However, laser technology has advanced a lot in the meantime and laser ablation has found many applications in industry, chemical analysis, but also in medicine and exploration of the universe. For better control and further development based on the effect of laser ablation technology, it is necessary to understand the phenomena at the origin of the laser-matter interaction. L a ser ablation involves complex and simultaneous physical processes such as heat transfer in the target, the melting and vaporization of the material, the excitation and ionization of atoms in the vapor, the expansion of the plasma, the interaction of the plasma with the laser beam, the plasma radiation. Specifications for laser-induced plasma beam depend on several parameters: the physical properties of the material (density, specific heat, thermal conductivity, coefficient of absorption of the radiation, the temperature and the latent heat of fusion and vaporization), the parameters of the laser beam (wavelength, pulse duration, energy, power density) and the characteristics of the environment (chemical composition of the reactive atmosphere and pressure).