Geometrical method for determining the surface damage threshold for femtosecond laser pulses

Ablação Seletiva De Filme Fino De Tin Depositado Sobre Um Substrato De Wc

“…Como a duração temporal destes pulsos é menor que o tempo de interação elétron-fonon, grande parte do processo de ablação ocorre antes que haja transferência significativa de calor para a rede cristalina, e o material é ejetado por repulsão coulombiana, sem que haja acúmulo significativo de calor na região de interação [5,6]. Para determinar o limiar de ablação de um material por lasers de pulsos ultracurtos, ou seja, determinar a quantidade mínima de energia capaz de causar algum dano ao material, utilizou-se a técnica D-Scan, desenvolvida no laboratório de lasers de altíssima intensidade do CLA-IPEN [7], que consiste na varredura da amostra nos sentidos transversal e longitudinal, simultaneamente, conforme mostra a Figura 1(a), indo de um ponto anterior à cintura do laser até um ponto posterior. Esse processo permite, em determinados níveis de intensidade do laser, a gravação de um perfil simétrico na amostra, conforme mostra a Figura 1(b).…”

“…Esse processo permite, em determinados níveis de intensidade do laser, a gravação de um perfil simétrico na amostra, conforme mostra a Figura 1(b). Através das dimensões do perfil gravado a dos parâmetros utilizados na varredura, é possível determinar os limiares de ablação para os regimes de baixa e alta fluência com boa precisão [7,8].…”

Ultrashort Laser Pulses Applications

“…From these data the ablation threshold is determined. A few years ago members of our group analytically described (Samad & Vieira, 2006) and introduced an alternative simpler method to measure the ultrashort pulses ablation threshold of solid samples, based in the very precise definition of the etching region resulting from the nonlinear character of the ultrashort pulse ablation together with the almost inexistent lateral heat diffusion. The method consists in moving the sample diagonally across the waist of a focused ultrashort pulses laser beam, etching the profile shown in Fig.…”

Ultrashort Laser Pulses Machining

“…In this way, a symmetrical profile with two lobes, as the one shown in Figure 2b, will be etched on the sample surface. If the etched profile does not present two lobes, the measurement has to be repeated with a higher pulse energy or with a tighter focusing lens [57]. It can be shown [57] that the sample ablation threshold fluence is given by:…”

“…A few years ago we introduced the Diagonal Scan (D-Scan) technique [57,58], an alternative and simple method to measure the ablation threshold for ultrashort pulses. The method consists in moving a sample longitudinally and transversely (z and y directions in Figure 2a) across the beamwaist of a focused beam, from a position before the beamwaist, where there is no ablation, to a position after the ablation stops.…”