You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ<br />
3.4 Αρχές επίδρασης Laser σε υλικά<br />
Γενικά η ισχύς µιας προσπίπτουσας ακτινοβολίας διαχωρίζεται σε τρία µέρη, το ανακλώµενο,<br />
το απορροφώµενο και το διερχόµενο µέρος. Τα µεταλλικά υλικά είναι αδιαφανή, εποµένως<br />
το τρίτο µέρος, το διερχόµενο, είναι µηδέν. Η ηλεκτρική αγωγιµότητα του υλικού<br />
επηρεάζετε από τη συχνότητα του ηλεκτροµαγνητικού κύµατος (ακτινοβολία Laser), που<br />
επιδρά σε αυτό. Για το λόγο αυτό η απορροφητικότητα που παρουσιάζει ένα υλικό διαφέρει<br />
αναλόγως της συχνότητας και άρα του µήκους κύµατος εκποµπής του Laser. Όταν ένα<br />
ηλεκτροµαγνητικό κύµα, όπως είναι η ακτινοβολία Laser, επιδράσει στα άτοµα της<br />
επιφάνειας ενός µεταλλικού υλικού αρχίζει µια έντονη κίνηση ηλεκτρονίων υπό την επίδραση<br />
του ηλεκτρικού πεδίου. Από το δηµιουργούµενο αυτό ρεύµα και λόγω της πεπερασµένης<br />
ηλεκτρικής αγωγιµότητας που παρουσιάζει το υλικό, εµφανίζεται το φαινόµενο Joule, µε<br />
αποτέλεσµα η θερµοκρασία των επιφανειακών στοιβάδων του υλικού να αυξάνεται.<br />
Υπό την επίδραση της ακτινοβολίας η θερµοκρασία του υλικού, όπως προαναφέρθηκε,<br />
συνεχώς αυξάνεται και αν η ένταση της ακτινοβολίας είναι αρκετή, τότε το υλικό αρχίζει να<br />
τήκεται. Με την τήξη η αγωγιµότητα µειώνεται και άρα η απορροφητικότητα του υλικού<br />
αυξάνεται. Εάν η θερµοκρασία φθάσει σε υψηλότερα επίπεδα λόγω εντονότερης<br />
ακτινοβολίας τότε παρατηρείται εξάτµιση και αποµάκρυνση υλικού.<br />
Σε µεγάλες εντάσεις ακτινοβολίας τα ελευθέρα ηλεκτρόνια αναπτύσσουν µεγάλες ταχύτητες,<br />
µε αποτέλεσµα να ιονίζουν τους ατµούς που προέρχονται από το εξατµιζόµενο υλικό. Άµεση<br />
συνέπεια αυτού του φαινοµένου είναι ο σχηµατισµός πλάσµατος, το οποίο και παρεµβαίνει<br />
σηµαντικά µεταξύ της δέσµης και της υπό κατεργασία επιφάνειας. Το πλάσµα επιφέρει<br />
σηµαντική αύξηση της απορρόφησης της ενέργειας, ενώ παράλληλα ασκεί πίεση στο τηγµένο<br />
υλικό αλλοιώνοντας τη µορφή της επιφάνειας.<br />
Σε ακόµη µεγαλύτερες εντάσεις ακτινοβολίας δηµιουργείται πυκνότερο πλάσµα και συνήθως<br />
αποκολλάται από την επιφάνεια του υλικού. Λόγω αυτής της αποκόλλησής του από την<br />
επιφάνεια υλικού το πλάσµα καθίσταται και πάλι αραιότερο και άρα διαπερατό στην<br />
προσπίπτουσα ακτινοβολία. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα τη µείωση της ενέργειας που<br />
µεταφέρεται στο υλικό, αλλοιώνοντας την απορρόφηση.<br />
114
Change language