Interaction d’un faisceau laser avec une cible solide

Mise en évidence de l’explosion de phase

Ce travail porte sur la mise en évidence d’un phénomène thermique responsable de la création de gouttelettes sur les couches minces déposées par ablation laser.

Afin d’étudier les différents mécanismes d’ablation de la matière par un laser pulsé, nous avons mis en œuvre trois techniques de diagnostics, l’un consistant à mesurer la quantité de matière éjectée, le deuxième utilise l'analyse des impacts par un microscope électronique à balayage, et le troisième est basé sur la dynamique du plasma en expansion.

Trois matériaux métalliques (Ti,W et Zr), semi-métallique (Graphite) et un semi-conducteur (Si) ont été utilisés comme cible.

Les résultats ont montré l’existence de trois régimes d’ablation, correspondant à une évaporation normale, un régime de chauffage en volume et un régime d’explosion de phase, pour lequel des seuils en flux laser ont été déterminés.

L’analyse des signaux de collecteur d’ions, ont permis d’une part de mettre en évidence, l’existence d’une distribution en énergie multimodale, le claquage optique dans la vapeur, et d’autre part, de corréler ces résultats obtenus sur la quantité de matière ablatée, et les observations au microscope à balayage.