Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ<br />
1.4 Γενική διατύπωση του προβλήµατος<br />
Όπως αναφέρθηκε και πιο πάνω τα οφέλη των υπερβραχέων παλµών Laser προκύπτουν από<br />
την ιδιαίτερα σύντοµη διάρκεια του παλµού (της τάξης των femptosecond – fs, όπου<br />
1 fs=10 -15 s). Κατά την διάρκεια αυτής της εξαιρετικά σύντοµης περιόδου η διάχυση<br />
θερµότητας είναι ιδιαίτερα περιορισµένη και η αφαίρεση υλικού υψηλά συγκεντρωµένη<br />
χωρικά. Ωστόσο ο εξαιρετικά υψηλός ρυθµός θέρµανσης (τάξη µεγέθους 10 16 K/s) και η<br />
υψηλή βαθµίδα θερµοκρασίας (τάξης µεγέθους 10 11 K/m) προκαλούν πρόσθετες δυσκολίες<br />
στη διερεύνηση του φαινοµένου της αποδόµησης µε υπερβραχεις παλµούς Laser. Συνήθεις<br />
πειραµατικές τεχνικές δεν µπορούν να συλλάβουν ακριβώς το φαινόµενο της<br />
φωτοαποδόµησης, το οποίο συµβαίνει µέσα σε κάποια femtosecond και περιορίζεται χωρικά<br />
σε κλίµακα νανο-µέτρων κατά την διεύθυνση µετάδοσης της ακτίνας Laser. Στην επιφάνεια<br />
του υλικού που ακτινοβολείται παρατηρούνται ακραίες τιµές θερµοκρασίας και πίεσης. Σε<br />
αυτή την ακραία θερµοδυναµική περιοχή οι ιδιότητες των υλικών δεν ταυτίζονται µε αυτές<br />
που χρησιµοποιούνται στις συµβατικές κατεργασίες, γεγονός που δηµιουργεί ανακρίβειες στη<br />
χρήση αριθµητικών µεθόδων ανάλυσης, όπως είναι η µέθοδος των πεπερασµένων διαφορών<br />
ή των πεπερασµένων στοιχείων. Ταυτόχρονα τα οπτικά, µηχανικά και θερµικά φαινόµενα<br />
που παρατηρούνται είναι αλληλένδετα, γεγονός που καθιστά δύσκολη την ταυτόχρονη<br />
επίλυσή τους. Τέλος οι µακροσκοπικές εξισώσεις µετάδοσης θερµότητας και<br />
ρευστοδυναµικής που προκύπτουν βάση της υπόθεσης της συνέχειας τίθενται υπό<br />
αµφισβήτηση σε αυτές τις τόσο µικρές χωρικές και χρονικές κλίµακες.<br />
Σχήµα 1.2: Κατασκευαστικές µεταβλητές για νανο-µηχανική (αριστερά) και µακρο-µηχανική<br />
(δεξιά) [32]<br />
Η χρήση της δέσµης Lαser ως εργαλείο χαρακτηρίζεται από υψηλή ακρίβεια. Το γεγονός<br />
αυτό συνεπάγεται, ότι οι κατεργασίες αφαίρεσης υλικού µε την χρήση αυτού του εργαλείου,<br />
6
Change language