Obrazowanie plazmy ablacyjnej generowanej nanosekundowymi impulsami laserowymi za pomocą kamery ICCD z szybką migawką optoelektroniczną

Visualization of the nanosecond laser genrated ablation plasma using ICCD camera with optoelectronic shutter

Mateusz Tański         Robert Barbucha         Marek Kocik         Jerzy Mizeraczyk    https://orcid.org/0000-0002-5173-3592     Nikola V. Sabotinov         Todor Petrov         

Abstract: 

In this paper we report the result of the visualization of the nanosecond laser generated ablation plasma and visualization of the sound wave created during plasma expansion. The visualization was done by capturing the series of time-resolved images of both plasma and sound wave. Using captured images the initial velocity of the plasma was found to vary from 6·103 m/s to 7·103 m/s depending on the laser fluence. The initial velocity of the sound wave also vary with laser fluence.

Streszczenie: 

W artykule przedstawiono wyniki obrazowania plazmy ablacyjnej generowanej nanosekundowym impulsem laserowym z powierzchni metalowej próbki oraz wyniki obrazowania fali dźwiękowej powstającej podczas rozszerzania się plazmy ablacyjnej. Obrazowanie polegało na wykonaniu serii zdjęć plazmy ablacyjnej i fali dźwiękowej w wysokiej rozdzielczości czasowej, przedstawiających ich ewolucję w czasie. Z analizy otrzymanych zdjęć wynika, że początkowa prędkość rozszerzającej się plazmy ablacyjnej wynosi od 6·10^3 do 7·10^3 m/s w zależności od gęstości energii promieniowania laserowego na powierzchni próbki. Prędkość początkowa fali dźwiękowej także uzależniona jest od gęstości energii promieniowania laserowego.

Issue: 
75
Pages: 
193
200
Download full text in pdf: 
PDF icon ZN166.pdf
References: 

Amoruso S., Toftmann B., Schou J., Velottaa R., Wanga X., Diagnostics of laser ablated plasma plumes, Thin Solid Films, Vol. 453–454, 2004, s. 562–572.

Hauer M., Funk D.J., Lippert T., Wokaun A., Time-resolved techniques as probes for the laser ablation process, Optics and Lasers in Engineering, Vol. 43, 2005, s. 545–556.

Jedynski M., Hoffman J., Mroz W., Szymanski Z., Plasma plume induced during ArF laser ablation of hydroxyapatite, Applied Surface Science, Vol. 255, 2008, s. 2230–2236.

Misra A., Thareja R. K., Investigation of laser ablated plumes using fast photography, IEEE Transactions Plasma Science, Vol. 27, 1999, s. 1553–1558.

Porneala C., Willis D.A., Time-resolved dynamics of nanosecond laser-induced phase explosion, Journal Physics D, Vol. 42, 2009, s. 155503–155510.

Toftmann B., Schou J., Dynamics of the plume produced by nanosecond ultraviolet laser ablation of metals, Physical Review B, Vol. 67, 2003.

Zeng X., Mao X., Grief R., Russo R.E., Ultraviolet femtosecond and nanosecond laser ablation of silicon: ablation efficiency and laser-induced plasma expansion, Proc. SPIE, 5448, 2004, s. 1150–1158.

Zhang Z., Gogos G., Effects of laser intensity and ambient conditions on the laser-induced plume, Applied Surface Science, Vol. 252, 2005, s. 1057–1064.

Citation pattern: Tański M., Barbucha R., Kocik M., Mizeraczyk J., Sabotinov N.V., Petrov T., Obrazowanie plazmy ablacyjnej generowanej nanosekundowymi impulsami laserowymi za pomocą kamery ICCD z szybką migawką optoelektroniczną, Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 75, pp. 193-200, 2012

BibTeX     EndNote