Download or read book Ablation laser femtoseconde pour le contr le de la micro et nano structuration written by David Bruneel and published by . This book was released on 2010 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le développement actuel de la technologie induit une constante nécessité d'obtenir des tailles de plus en plus petites pouvant descendre jusqu'à des dimensions micrométriques et sub -micrométriques. L'ablation laser, qui a le grand avantage d'un enlèvement de matière très précis, est un candidat prometteur. Dans cette thèse on démontre la faisabilité de tirer avantage des impulsions laser femtosecondes avec la matière pour la micro et nano structuration, et ceci en ayant développé une machine compacte de grande précision et flexibilité. Une approche théorique comparant les régimes d'interaction à haute et basse cadence est présentée. Des investigations de l'efficacité du temps de procédé aussi bien que l'effet de la cadence pendant l'ablation de métaux ont été effectuées. Le potentiel de l'outil multifonctionnel couplé avec un oscillateur laser femtoseconde à haute cadence est montré pour différentes applications en biotechnologie. Les résultats sur la cartographie d'une large zone aussi bien que la nano découpe de précision de tissus biologiques et de matériaux variés sont présentés. Cet outil polyvalent couvre de larges domaines de recherche de la nano découpe d'échantillons biologiques aussi bien que la nanostructuration de différents types de matériaux. C'est d'un grand intérêt pour de nombreuses applications en science des matériaux, nanobiotechnologie et nanomédecine.

Download or read book Femtosecond Laser Ablation for Controlling Micro and Nano Structuration written by David Bruneel and published by . This book was released on 2010 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Etude du panache d ablation laser femtoseconde written by Matthieu Guillermin and published by . This book was released on 2009 with total page 244 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail vise à accroître la compréhension et la maîtrise des processus d'ablation laser en régime femtoseconde en s'appuyant sur l'étude de l'émission optique du panache de matière ablatée par des impulsions de fluence laser et de forme temporelle contrôlées. Le chapitre 1 consiste en une synthèse de la bibliographie sur l'ablation en régime femtoseconde. Les conséquences induites sur les produits de l'ablation et sur la formation du plasma sont abordées. L'ensemble du dispositif expérimental mis en jeu dans cette étude est présenté au chapitre 2. Les chapitres 3 et 4 présentent les résultats de l'étude des panaches d'ablation induits à partir de cibles d'aluminium et de laiton. Une attention particulière est portée à l'influence de la mise en forme temporelle des impulsions et plusieurs optimisations de l'interaction sont décrites. Dans le cas de l'aluminium, les données expérimentales sont confrontées aux résultats de simulations numériques afin de proposer des schémas d'interprétation du phénomène d'ablation et de sa réponse à la mise en forme temporelle des impulsions laser. Ces études ont permis de montrer la possibilité de modifier le couplage énergétique entre les impulsions laser et la cible irradiée, d'influencer les proportions de matière éjectée sous forme liquide et sous forme atomisée, de contrôler l'état d'excitation du panache d'ablation et enfin de maîtriser la génération de micro et nanoparticules. Le chapitre 5 clôture ce travail par une analyse de la structuration périodique induite à la surface de cibles métalliques en régime femtoseconde puis en fonction de la forme temporelle employée pour le dépôt énergétique

Download or read book Formation de nano structures lors de l ablation du silicium par laser femtoseconde written by Nicolas Berton and published by . This book was released on 2012 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Applications of Laser Ablation written by Dongfang Yang and published by BoD – Books on Demand. This book was released on 2016-12-21 with total page 430 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Laser ablation refers to the phenomenon in which a low wavelength and short pulse (ns-fs) duration of laser beam irradiates the surface of a target to induce instant local vaporization of the target material generating a plasma plume consisting of photons, electrons, ions, atoms, molecules, clusters, and liquid or solid particles. This book covers various aspects of using laser ablation phenomenon for material processing including laser ablation applied for the deposition of thin films, for the synthesis of nanomaterials, and for the chemical compositional analysis and surface modification of materials. Through the 18 chapters written by experts from international scientific community, the reader will have access to the most recent research and development findings on laser ablation through original research studies and literature reviews.

Download or read book Etude des ph nom nes d absorption laser en r gime femtoseconde pour l ablation de mat riaux di lectriques written by Maxime Lebugle and published by . This book was released on 2013 with total page 175 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le micro-usinage de matériaux transparents est aujourd’hui un sujet d’intérêt mondial en recherche appliquée. L’emploi de lasers femtoseconde permet la micro-fabrication de composants optiques et de verres intelligents, ou la réalisation de cellules photovoltaïques. Dans ce contexte, cette thèse expérimentale se concentre sur l’absorption laser résolue en temps et en espace à la surface de matériaux diélectriques irradiés (silice fondue et saphir). Des impulsions femtoseconde (30 − 450 fs) dans l’infrarouge sont utilisées pour étudier l’efficacité de couplage de l’énergie laser pour l’ablation de matériaux dans un régime d’intensité intermédiaire (1-100 TW/cm2) lors de deux expériences. Un schéma pompe-sonde détermine la dynamique du plasma électrontrou à l’échelle femtoseconde et une expérience de déplétion laser mesure l’énergie absorbée. Une étude morphologique du matériau est réalisée, évaluant les seuils d’endommagement et d’ablation ainsi que les morphologies d’ablation. Nous établissons ensuite un bilan d’énergie de l’absorption laser responsable de l’enlèvement de matière. Les densités d’énergie typiques atteintes sont évaluées expérimentalement et confrontées à une modélisation avec propagation. Un excès de dépôt d’énergie par rapport à l’énergie de liaison du matériau au repos est mis en évidence, suggérant qu’un important chauffage du gaz d’électrons libres a lieu. Nous réalisons enfin une interprétation des données avec un regard technologique. Des guides à la réalisation de microsystèmes en régime d’ablation laser femtoseconde sont proposés, et démontrent l’intérêt d’impulsions sous 100 fs pour un procédé photonique.

Download or read book Ablation laser femtoseconde assist e d une mise en forme temporelle pour le d p t de couches minces et la synth se de nanoparticules written by Florent Bourquard and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail explore le contrôle de la composition et la cinétique du panache d'ablation laser en régime ultrabref par mise en forme temporelle des impulsions laser femtoseconde. L'objectif est l'optimisation du dépôt de couches minces et de nanoparticules. Le chapitre 1 est une synthèse de la littérature sur le dépôt de couches minces par ablation laser femtoseconde, en particulier de films de Diamond-Like Carbon et de nanoparticules. L'influence de la mise en forme temporelle du laser sur les mécanismes d'ablation est développée, ainsi que le diagnostic du panache d'ablation. Le chapitre 2 présente les dispositifs expérimentaux de mise en forme temporelle et de diagnostic du panache d'ablation par spectroscopie d'émission résolue en temps et espace et spectroscopie d'extinction. Le chapitre 3 rapporte l'impact de l'utilisation d'impulsions doubles et élargies sur les panaches de l'aluminium et du bore. L'augmentation de la composante ionique du plasma d'aluminium est expliquée au travers de simulations hydrodynamiques. Dans le chapitre 4, différentes formes temporelles sont employées pour l'ablation du graphite et le dépôt de couches de Diamond-Like Carbon. Le contrôle de la cinétique du panache est atteint en peuplant plus ou moins ses différentes composantes de vitesse : molécules, atomes et ions. Si la structure du Diamond-Like Carbon déposé n'est pas affectée, une amélioration de la surface des couches est observée. Le chapitre 5 montre l'efficacité et la sensibilité de la spectroscopie d'extinction optique pour la mesure in situ de la distribution en taille des nanoparticules métalliques dans le panache d'ablation laser femtoseconde.

Download or read book Femtosecond Lasers written by Yuwen Zhang and published by . This book was released on 2013 with total page 336 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This book presents new research related to femtosecond laser ablation, coherent control, electronic and thermal processes, coloring, nanoscale heat transfer, and corneal refractive surgery. With laser-pulse durations of one quadrillionth of a second, femtosecond lasers are poised to change the way research is done in a variety of disciplines in science, engineering and medicine. The ability to remove material with minimal collateral damage may be the most striking feature that has not been matched by any other material processing technologies. With the processing power carried by each pulse entering pettawatts (1015 W) in less than 100 femtoseconds, femtosecond lasers can remove virtually any type of material in a few picoseconds while confining the process zone to within tens of nanometers. The result is clean cuts, strong welds, and precision destruction of small targets such as cancer cells with no injury to surrounding materials.

Download or read book Micro texturation de surface du PEEK par laser femtoseconde written by Sabrina Hammouti and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Au cours des dernières années, l'élaboration de surfaces fonctionnelles par voie chimique et/ou topographique a connu un intérêt croissant. Des avancées significatives ont été réalisées pour l'optimisation des propriétés de surface, notamment tribologiques, via l'introduction de traitement visant à structurer à l'échelle nano- et micrométrique la surface de certains composants mécaniques. Différentes approches, chimiques, mécaniques ou énergétiques, peuvent être employées pour l'amélioration ou la maîtrise du frottement et de l'usure, néanmoins le traitement de surface par laser femtoseconde se distingue comme un des meilleurs procédés d'ablation, capable dans certaines conditions de générer des morphologies de surface auto-organisées périodiques, parfois multi-échelles, et appelées ripples. Cette technique appelée Laser Surface Texturing (LST), désormais couramment utilisée en tribologie et applicable à une grande variété de matériaux, présente de nombreux avantages parmi lesquels peuvent être mentionnés les vitesses de texturation atteintes ainsi que la qualité des structures de surface obtenues. De nombreux domaines ont actuellement recours à la texturation de surface par laser comme voie d'amélioration des propriétés tribologiques, comme l'automobile, et d'autres dont la filière du biomédical incarnent progressivement un nouveau champ d'expérimentations. Récemment, une nouvelle génération de prothèses tout en polymère poly(éther éther cétone) (PEEK) a vu le jour, suscitant un intérêt pour des études tribologiques. Ainsi, la texturation de surface par laser femtoseconde du PEEK comme matériau biomédical, en vue d'améliorer ses performances tribologiques, constitue le contexte général de ce travail de thèse. Cette étude traite d'une part, à l'échelle d’un impact laser, du phénomène d'interaction laser-PEEK en mode ultrabref et d'autre part, à l'échelle d’un contact mécanique, de l'optimisation d'une texturation de surface pour la maîtrise du frottement et la réduction de l'usure d'un couple PEEK/PEEK.

Download or read book Structuration 1D et 2D de mat riaux di lectriques par ablation laser nanoseconde written by Faïza Meriche and published by . This book was released on 2008 with total page 26 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La structuration des matériaux à l'échelle micro et nano métrique constitue un domaine de recherche et développement très prometteur dont le succès permettra de réaliser le saut technologique tant attendu dans le domaine de la photonique. Du point de vue du matériau, l'utilisation des diélectriques de type LiNbO3 ou encore TiO2 qui possèdent des propriétés spécifiques qui différent de ceux des semi-conducteurs est de nature à élargir les performances des composants photoniques à mettre au point. De plus, l'utilisation de ces matériaux sous forme de couches minces permet de s'affranchir des contraintes et des limitations imposées par le cristal massif. Dans le cadre de ce travail, nous nous intéressons à la réalisation de -structures 1D et 2D par ablation laser nanoseconde dans des couches minces et monocristaux de niobate de lithium ainsi que des couches minces de TiO2. Les couches minces de LiNbO3 ont été déposées par pulvérisation cathodique rf magnétron sur saphir tandis que les couches de TiO2 ont été réalisées par voie sol-gel sur des substrats de verre. Les ablations ont été réalisées avec un laser nanoseconde de type KrF excimer (ATLEX 300 SI Model). L'irradiation des échantillons a été effectuée avec un masque de 10 m de diamètre, les fréquences appliquées varient de 10 à 100 Hz et les fluences varient de 0.3 à 2.3 J/cm2. Les structures ablatées ont été observées et analysées à l'aide de la microscopie optique fonctionnant en mode Nomarski et de la microscopie -Raman. Nous avons notamment étudié l'influence des paramètres d ablation (nombre de pulses, fluence et fréquence de répétition) sur les caractéristiques des structures ablatées. A titre d'exemple, des réseaux de 55 trous ont été réalisés avec un nombre de pulse constant (5pulses). Et différentes valeurs de fluences (0.88 à 2.093J/cm2). D'après les résultats obtenus, nous avons constaté que la forme des trous ainsi que leur profondeur dépendent fortement de la fluence utilisée. Les meilleurs résultats sont obtenus pour les fluences élevées. Pour l'étude de l'effet du nombre des pulses sur l'ablation des couches, nous avons procédé à la réalisation des réseaux de 55 trous avec une fluence constante 1.467J/cm2 et une variation du nombre de pulses de 5 à 15. Le taux moyen d ablation décroît avec l'accroissement du nombre de pulses. A noter que préalablement à ces études, nous avons étudié les propriétés optiques de nos couches minces en utilisant la spectroscopie des lignes noires. Les résultats ont montré que les couches sont monomodes et possèdent des pertes optiques de l'ordre de 1 dB.cm-1. L'objectif final de ce travail est d'optimiser le processus expérimental d'ablation afin d'obtenir des structures sub-micrométriques pour des applications dans le domaine des télécommunications optiques

Download or read book Ablation laser femtoseconde de verres m talliques de Cu x Zr 1 x written by Sébastien Marinier and published by . This book was released on 2015 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ablation laser de verres métalliques de CuxZr1−x (x = 0.33, 0.50 et 0.67) et d'un alliage métallique cristallin de CuZr2 dans la structure C11b a été étudiée par dynamique moléculaire (DM) combinée à un modèle à deux températures (TTM). Le seuil d'ablation (Fth) a été déterminé pour chacun des 4 échantillons et s'est avéré plus bas pour les échantillons plus riches en Cu étant donné que la cohésion du Cu est plus faible que celle du Zr dans tous les échantillons. Pour x=0.33, Fth est plus bas pour le cristal que pour l'amorphe car le couplage électron-phonon est plus faible dans ce dernier, ce qui implique que l'énergie est transférée plus lentement du système électronique vers le système ionique pour le a-CuZr2 que le c-CuZr2. La vitesse de l'onde de pression créée par l'impact du laser croît avec la fluence dans l'échantillon cristallin, contrairement aux échantillons amorphes dans lesquels sa vitesse moyenne est relativement constante avec la fluence. Ceci est expliqué par le fait que le module de cisaillement croît avec la pression pour le cristal, ce qui n'est pas le cas pour les verres métalliques étudiés. Finalement, la zone affectée par la chaleur (HAZ) a été étudiée via la profondeur de fusion et les déformations plastiques. La plus faible température de fusion des échantillons amorphes implique que la profondeur de fusion est plus importante dans ceux-ci que dans l'échantillon cristallin. Dans les verres métalliques, les déformations plastiques ont été identifiées sous forme de zones de transformation par cisaillement (STZ) qui diffusent et fusionnent à plus haute fluence. Aucune déformation plastique importante n'a été identifiée dans le c-CuZr2 mis à part de légères déformations près du front de fusion causées par les contraintes résiduelles. Ce travail a ainsi permis d'améliorer notre compréhension de l'ablation laser sur les verres métalliques et de l'étendue des dommages qu'elle peut entraîner.

Download or read book Femtosecond Laser Matter Interaction written by Eugene G. Gamaly and published by CRC Press. This book was released on 2011-10-06 with total page 370 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This is the first comprehensive treatment of the interaction of femtosecond laser pulses with solids at nonrelativistic intensity. It connects phenomena from the subtle atomic motion on the nanoscale to the generation of extreme pressure and temperature in the interaction zone confined inside a solid. The femtosecond laser-matter interaction has already found numerous applications in industry, medicine, and materials science. However, there is no consensus on the interpretation of related phenomena. With mathematics kept to a minimum, this is a highly engaging and readable treatment for students and researchers in science and engineering. The book avoids complex mathematical formulae, and hence the content is accessible to nontechnical readers. Useful summaries after each chapter provide compressed information for quick estimates of major parameters in planned or performed experiments. The book connects the basic physics of femtosecond laser-solid interactions to a broad range of applications. Throught the text, basic assumptions are derived from the first principles, and new results and ideas are presented. From such analyses, a qualitative and predictive framework for the field emerges, the impact of which on applications is also discussed.

Download or read book Nanostructuration par laser femtoseconde dans un verre photo luminescent written by Matthieu Bellec and published by . This book was released on 2009 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objet de cette thèse est l'étude de l'interaction d'un laser femtoseconde avec un support photosensible particulier: un verre phosphate dopé à l'argent appelé verre photo-luminescent (PL). Une nouvelle approche permettant de réaliser en trois dimensions dans un verre PL des nanostructures d'argent aux dimensions bien inférieures à la limite de diffraction est tout d'abord présentée. La mesure des propriétés optiques et structurales pour différentes échelles (spatiales et temporelles) a permis de proposer un mécanisme de formation des structures photo-induites qui est basé sur un jeu subtil entre les phénomènes d'absorption non-linéaire et de thermo-diffusion. La deuxième partie de cette thèse sera orientée sur les propriétés optiques (linéaires et non-linéaires) et les applications des ces nanostructures d'argent. En particulier, l'exaltation des propriétés non-linéaires des agrégats d'argent sera exploitée pour stocker optiquement de l'information en trois dimentions.

Download or read book Structuration Non lin aire de Verres Oxydes Par Laser Femtoseconde Dans Le Proche Infrarouge written by Arnaud Royon and published by . This book was released on 2009 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Three-dimensional femtosecond laser structuring has a growing interest because of its ease of implementation and the numerous possible applications in the domain of photonic components. Structures such as waveguides, diffraction gratings, optical memories or photonic crystals can be fabricated thanks to this technique. Its use with oxide glasses is promising because of several advantages; they are resistant to flux and ageing, their chemical composition can easily be changed to fit the well-defined requirements of an application. They can already be found in Raman amplifiers, optical fibers, fiber lasers, and other devices. This thesis is based on two axes. The first axis consists in characterizing the linear and nonlinear optical properties of bulk vitreous materials in order to optimize their composition with a particular application in view. Within this context, the nonlinear optical properties, their physical origins (electronic and nuclear) as well as their characteristic response times (from a few femtoseconds to a few hundreds of picoseconds) are described within the Born-Oppenheimer approximation. Fused silica and several sodium-borophosphate glasses containing different concentrations in niobium oxide have been studied. Results show that the nonlinear optical properties of fused silica are mainly from electronic origin, whereas in the sodium-borophosphate glasses, the contribution from nuclear origin becomes predominant when the concentration of niobium oxide exceeds 30%. The second axis is based on the structuring of materials. Three commercially available fused silica samples presenting different fabrication conditions (therefore distinct impurity levels) and irradiated with a near infrared femtosecond laser have been studied. The laser induced defects have been identified by means of several spectroscopic techniques. They show the formation of color centers as well as a densification inside the irradiated area. Their linear refractive index and nonlinear third-order susceptibility properties have been measured. Moreover, the structuring of fused silica at the subwavelength scale into “nanogratings” is observed and the form of birefringence induced by these structures is discussed. In addition to the fused silica samples, several oxide glasses presenting very distinct chemical compositions have been studied. A sodium-borophosphate glass containing niobium oxide exhibits micro-cracks and nano-crystallites following irradiation. A silicate glass with or without a silver component reveals fluorescent rings or “nanograting” structures. A zinc phosphate glass containing silver also presents fluorescent ring structures, with a size of the order of 80 nm, well below the diffraction limit. Pump-probe microscope techniques have been performed on this glass to investigate the laser-glass interaction. The absorption mechanism is determined to be four-photon absorption. The generated free electron density is ~ 1017 cm-3, which suggests the conclusion that an electron gas rather than a plasma is formed during the laser irradiation.

Download or read book Effets d une impulsion laser Infra rouge femtoseconde sur les micro nanostructures des min raux written by François-Xavier d' Abzac and published by . This book was released on 2010 with total page 241 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ablation laser Infra Rouge femtoseconde couplée à la spectrométrie de masse est un puissant outil d'analyse in-situ d'échantillons géologiques. Cependant, les impacts liés à ce type d'ablation sont encore mal définis. La Microscopie Electronique en Transmission (MET) couplée à l'abrasion par faisceau d'ions focalisés (FIB) permet la caractérisation directe des dommages d'ablation et des particules. Ainsi, l'ablation laser IR-femtoseconde peut être considérée comme stœchiométrique et essentiellement photo-mécanique. Les particules sont issues de coalescence et d'agglomération de condensats dans le plasma de matière. La ségrégation chimique des éléments visible à la mesure est donc restreinte à ces processus dépendant de la composition de la cible. Le potentiel d'amélioration des mesures est conséquent, en termes de paramétrages et de conception de systèmes laser dédiés au LA-ICP-MS.

Download or read book Femtosecond Laser Filamentation written by See Leang Chin and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2010-03-10 with total page 138 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This book attempts to give a discussion of the physics and current and potential applications of the self-focusing of an intense femtosecond laser pulse in a tra- parent medium. Although self-focusing is an old subject of nonlinear optics, the consequence of self-focusing of intense femtosecond laser pulses is totally new and unexpected. Thus, new phenomena are observed, such as long range lam- tation, intensity clamping, white light laser pulse, self-spatial ltering, self-group phase locking, self-pulse compression, clean nonlinear uorescence, and so on. Long range propagation at high intensity, which is seemingly against the law of diffraction, is probably one of the most exciting consequences of this new sub- eld of nonlinear optics. Because the intensity inside the lament core is high, new ways of doing nonlinear optics inside the lament become possible. We call this lamentation nonlinear optics. We shall describe the generation of pulses at other wavelengths in the visible and ultraviolet (UV) starting from the near infrared pump pulse at 800 nm through four-wave-mixing and third harmonic generation, all in gases. Remotely sensing uorescence from the fragments of chemical and biological agents in all forms, gaseous, aerosol or solid, inside the laments in air is demonstrated in the labo- tory. The results will be shown in the last part of the book. Through analyzing the uorescence of gas molecules inside the lament, an unexpected physical process pertaining to the interaction of synchrotron radiation with molecules is observed.

Download or read book Global Orthopedics written by Richard A. Gosselin and published by Springer Science & Business. This book was released on 2014-04-18 with total page 515 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Global Orthopedics: Caring for Musculoskeletal Conditions and Injuries in Austere Settings was conceived and written to be a unique reference for surgeons working in resource-limited environments. The first sections provide historical background, global public health perspectives of orthopedics, the role of culture, and a broad discussion of clinical topics that orthopedic surgeons rarely deal with in high-resource settings but that affect orthopedic care. Adult and pediatric trauma are presented in an anatomical format for easy reference, with a focus on the natural history and the best treatment methods within existing limitations. The chapters on musculoskeletal infections provide a focused discussion about these common debilitating conditions that is unavailable in any other single modern text. The non-infectious pediatric conditions section has been written for the non-specialist to handle selected developmental and early childhood orthopedic problems commonly seen in low-resource settings. Detailed chapters on reconstruction surgery, tumor management, amputations, and the orthopedic needs in the face of conflicts and natural disasters round out the text.