Published

2019-07-01

FOTOACÚSTICA PULSADA APLICADA A LA DETERMINACIÓN DE UMBRALES DE ABLACIÓN LÁSER EN METALES

PULSED PHOTOACOUSTIC APPLIED TO DETERMINATION OF LASER ABLATION THRESHOLD ON METALS

Keywords:

Umbral de ablación, Fluencia láser, Fotoacústica pulsada. (es)
Ablation threshold, laser fluence, pulsed photoacoustic. (en)

Authors

  • Jesús N. Agreda-Paredes Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann - Facultad de Ciencias - Departamento Académico de Física
  • Jhenry F. Agreda-Delgado Universidad Nacional de Trujillo - Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas - Departamento Académico de Física - Laboratorio de Óptica y Láseres
  • Claver W. Aldama-Reyna Universidad Nacional de Trujillo - Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas - Departamento Académico de Física - Laboratorio de Óptica y Láseres

Se determinaron los umbrales de ablación láser de los metales cobre, oro y plata para la radiación láser de 1064 nm de un láser Nd:YAG de nanosegundos utilizándose la técnica fotoacústica pulsada para registrar las señales fotoacústicas producidas debido a la interacción del metal con los pulsos láser. Dichas señales se analizaron mediante correlación estándar y los cambios en la amplitud fotoacústica conforme aumento la fluencia láser. Los resultados indican que las señales fotoacústicas son muy sensibles a cambios físicos que experimenta una muestra solida debido a la interacción con pulsos láser, pudiendo diferenciarse claramente el cambio del régimen termoelástico al de ablación y por consiguiente el umbral de ablación. Los valores obtenidos para la fluencia umbral fueron: (1.71±0.08) J/cm para el cobre, (1.65±0.09) J/cm2 para el oro y (1.15±0.05) J/cmpara la plata.

The laser ablation thresholds of the copper, gold and silver metals were determined for the laser radiation of 1064 nm of a nanosecond Nd: YAG laser using the pulsed photoacoustic technique to record the photoacoustic signals produced due to the interaction of the metal with the laser pulses. These signals were analyzed using the standard correlation and changes in the photoacoustic amplitude as the laser fluence increased. The results indicate that the photoacoustic signals are very sensitive to physical changes that a solid sample experiences due to the interaction with laser pulses, being able to clearly differentiate the change from the thermoelastic to the ablation regime and consequently the ablation threshold. The values obtained for the threshold fluence were: (1.71±0.08) J/cm2 for copper, (1.65±0.09) J/cm2 for gold and (1.15±0.05) J/cm2 for silver.

Downloads

Download data is not yet available.

References

R. Castañeda-Guzmán, M. Villagrán-Munóz, and J. Saniger-Blesa, Bol. Soc. Esp. Cerám. Vidrio 38, 439 (1999).

S. Manohar and D. Razansky, Adv Opt Photonics 8, 586 (2016).

C. Fotakis, D. Anglos, V. Za_ropulos, S. Georgiou, and V. Tornari, Lasers in the Preservation of Cultural Heritage. Principles and Applications (Taylor & Francis Group, 2006).

A. Dajnowski, T. Ross, A. B. Craig, and B. Dajnowski, Stud Conserv 65, S65 (2015).

A. Sussulini, J. S. Becker, and J. S. Becker, Mass Espec Rev 36, 47 (2015).

M. Kim, S. Osone, T. Kim, H. Higashi, and T. Seto, KONA Powder Part J 34, 80 (2017).

W. Aldama-Reyna, J. F. Agreda-Delgado, M. A. Valverde-Alva, and L. M. Angelats-Silva, International J Appl En Res 13, 1408 (2018).

S. Qiao, Y. Ding, D. Tian, L. Yao, and G. Yang, Appl Spectrosc Rev 50, 1 (2014).

L.Torrisi, A. Borrielli, and D. Margarone, Nucl Instrum Meth B 225, 373 (2007).

J. Byskov-Nielsen, J.-M. Savolainen, M. S. Christensen, and P. Balling, Appl Phys A 101, 97 (2010).

A. R. Kumar, G. Padmaja, P. Radhakrishnan, V. Nampoori, and C. Vallabhan, Pramana 37, 345{351 (1991).

J. Krüger, H. Niino, and A. Yabe, Appl Surf Sci 197-198, 800 (2002).

M. Hashida, A. Semerok, O. Gobert, G. Petite, Y. Izawa, and J.F-Wagner, Appl Surf Sci 197-198, 862 (2002).

M. Stafe, J Appl Phys 112, 123112 (2012).

C. W. Aldama-Reyna, J. D. Aldama-Guardia, and J. F. Agreda-Delgado, Momento 56, 87 (2018).

G. A. Pang, J. Laufer, R. Niessner, and C. Haisch, J Phys Chem C 120, 27646 (2016).

M. Mesaros and O. E. Mart__nez, J Appl Phys 81, 1014 (1997).

R. Castañeda-Guzmán, J. M. S.-B. M. Villagrán-Muniz, and S. J. Pérez-Ruiz, Appl Phys Lett 77, 3087 (2000).