Study of laser ablation using nano-second laser pulses

Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:
In this paper, the laser ablation process based on the irradiation of nanosecond pulsed lasers on a copper target surface in the presence of Helium gas is studied. The dynamical behaviors of the generated plasma in the helium gas and evaporated copper at the atmospheric pressure are examined using a laser pulse, laser wavelength of and intensity of 7×1010W/cm2. A one-dimensional thermal model is used and, the numerical results show that, if the ionization and laser absorption processes in plasma plume are considered, the plume dynamics is strongly affected. It is seen that, the ionization at the copper surface will be increased during the laser pulses irradiation. On the other hand, the ionization degree for both the copper and helium is significantly varied according to their atomic structure. Moreover, for laser intensity in the range of 108 to 5×109W/cm2, the laser ablation is not occurred. The laser ablation threshold is about 5×109W/cm2. The first order ionization for copper is the dominant process in the proximity of both the target surface and mixed layer. On the other hand, in the plasma core, the second order ionization of copper is dominant. Besides, it is shown that, in the proximity of the target surface, the influences of photoionization and reverse Bremsstrahlung absorption for the electron-neutral are higher. In addition, the target parameters, including melt depth, evaporation depth and rate, plasma density, helium gas density, expansion velocity, plasma temperature and laser intensity reaching the copper target surface are studied.
Language:
Persian
Published:
Iranian Journal of Physics Research (IJPR), Volume:19 Issue: 1, 2019
Pages:
75 to 88
magiran.com/p1989068  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 1,390,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!