Academic literature on the topic 'Lasers – Applications industrielles – Ablation laser (fabrication)'
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Journal articles on the topic "Lasers – Applications industrielles – Ablation laser (fabrication)"
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Nemoto, Keisuke, and Yasutaka Hanada. "Etching-Assisted Ablation of the UV-Transparent Fluoropolymer CYTOP Using Various Laser Pulse Widths and Subsequent Microfluidic Applications." Micromachines 9, no. 12 (December 15, 2018): 662. http://dx.doi.org/10.3390/mi9120662.
Full textAbstract:
This work demonstrated the surface microfabrication of the UV-transparent fluoropolymer CYTOP (perfluoro 1-butenyl vinyl ether), by etching-assisted ablation using lasers with different pulse widths. In previous studies, we developed a technique for CYTOP microfluidic fabrication using laser ablation followed by etching and annealing. However, this technique was not suitable for some industrial applications due to the requirement for prolonged etching of the irradiated areas. The present work developed a faster etching-assisted ablation method in which the laser ablation of CYTOP took place in fluorinated etching solvent and investigated into the fabrication mechanism of ablated craters obtained from various pulse width lasers. The mechanism study revealed that the efficient CYTOP microfabrication can be achieved with a longer pulse width laser using this technique. Therefore, the rapid, high-quality surface microfabrication of CYTOP was demonstrated using a conventional nanosecond laser. Additionally, Microfluidic systems were produced on a CYTOP substrate via the new etching-assisted laser ablation process followed by annealing within 1 h, which is faster than the prior work of the microfluidic chip fabrication. Subsequently, CYTOP and polydimethylsiloxane substrates were bonded to create a 3D microfluidic chip that allowed for a clear microscopic image of the fluid boundary.
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Ihlemann, J., J. Békési, J. H. Klein-Wiele, and P. Simon. "Processing of Dielectric Optical Coatings by Nanosecond and Femtosecond UV Laser Ablation." Laser Chemistry 2008 (October 16, 2008): 1–6. http://dx.doi.org/10.1155/2008/623872.
Full textAbstract:
Microprocessing of dielectric optical coatings by UV laser ablation is demonstrated. Excimer laser ablation at deep UV wavelengths (248 nm, 193 nm) is used for the patterning of thin oxide films or layer stacks. The layer removal over extended areas as well as sub-μm-structuring is possible. The ablation of SiO2, Al2O3, HfO2, and Ta2O5 layers and layer systems has been investigated. Due to their optical, chemical, and thermal stability, these inorganic film materials are well suited for optical applications, even if UV-transparency is required. Transparent patterned films of SiO2 are produced by patterning a UV-absorbing precursor SiOx suboxide layer and oxidizing it afterwards to SiO2. In contrast to laser ablation of bulk material, in the case of thin films, the layer-layer or layer-substrate boundaries act as predetermined end points, so that precise depth control and a very smooth surface can be achieved. For large area ablation, nanosecond lasers are well suited; for patterning with submicron resolution, femtosecond excimer lasers are applied. Thus the fabrication of optical elements like dielectric masks, pixelated diffractive elements, and gratings can be accomplished.
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Yuan, Lei, Xin Wei Lan, Jie Huang, and Hai Xiao. "Femtosecond Laser Processing of Glass Materials for Assembly-Free Fabrication of Photonic Microsensors." Advances in Science and Technology 90 (October 2014): 166–73. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/ast.90.166.
Full textAbstract:
Research and development in photonic micro/nanodevices and structures have experienced a significant growth in recent years, fueled by their broad applications as sensors for in situ measurement of a wide variety of physical, chemical and biological quantities. Recent advancement in ultrafast and ultra-intense pulsed laser technology has opened a new window of opportunity for one-step fabrication of micro-and even nanoscale 3D structures in various solid materials. When used for fabrication, fs lasers have many unique advantages such as negligible cracks, minimal heat-affected-zone, low recast, and high precision. These advantages enable the unique opportunity to fabricate integrated sensors with unprecedented performance, enhanced functionalities and improved robustness. This paper summarizes our recent research progresses in the understanding, design, fabrication, characterization of various photonic sensors for energy, defense, environmental, biomedical and industry applications. Femtosecond laser processing/ablation of various glass materials (fused silica, doped silica, sapphire, etc.) is discussed towards the goal of one-step fabrication of novel photonic sensors and new enabling photonic devices. A number of new photonic devices and sensors are also presented.
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Alamri, Sabri, Paul A. Sürmann, Andrés F. Lasagni, and Tim Kunze. "Interference-based laser-induced micro-plasma ablation of glass." Advanced Optical Technologies 9, no. 1-2 (February 25, 2020): 79–88. http://dx.doi.org/10.1515/aot-2019-0061.
Full textAbstract:
AbstractGlass is one of the most important technical surfaces for numerous applications in automotive, optical, and consumer industries. In addition, by producing textured surfaces with periodic features in the micrometre range, new functions can be created. Although laser-based methods have shown to be capable to produce structured materials in a wide amount of materials, due to its transparency large bandgap dielectrics can be only processed in a controlled manner by employing high-power ultra-short pulsed lasers, thus limiting the employable laser sources. In this article, an interference-based method for the texturing of soda-lime glass using a 15 ns pulsed (1 kHz repetition rate) infrared (1053 nm) laser is proposed, which allows fabricating different periodic patterns with micrometre resolution. This method consists on irradiating a metallic absorber (stainless steel) put in direct contact with the glass sample and inducing locally an etching process on the backside of the glass. Then, the produced plasma at the interference maxima positions leads to the local fabrication of well-defined periodic line-like and dot-like surface patterns. The produced patterns are characterised using white light interferometry and scanning electron microscopy.
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Ruffino, Francesco, and Maria Grazia Grimaldi. "Nanostructuration of Thin Metal Films by Pulsed Laser Irradiations: A Review." Nanomaterials 9, no. 8 (August 6, 2019): 1133. http://dx.doi.org/10.3390/nano9081133.
Full textAbstract:
Metal nanostructures are, nowadays, extensively used in applications such as catalysis, electronics, sensing, optoelectronics and others. These applications require the possibility to design and fabricate metal nanostructures directly on functional substrates, with specifically controlled shapes, sizes, structures and reduced costs. A promising route towards the controlled fabrication of surface-supported metal nanostructures is the processing of substrate-deposited thin metal films by fast and ultrafast pulsed lasers. In fact, the processes occurring for laser-irradiated metal films (melting, ablation, deformation) can be exploited and controlled on the nanoscale to produce metal nanostructures with the desired shape, size, and surface order. The present paper aims to overview the results concerning the use of fast and ultrafast laser-based fabrication methodologies to obtain metal nanostructures on surfaces from the processing of deposited metal films. The paper aims to focus on the correlation between the process parameter, physical parameters and the morphological/structural properties of the obtained nanostructures. We begin with a review of the basic concepts on the laser-metal films interaction to clarify the main laser, metal film, and substrate parameters governing the metal film evolution under the laser irradiation. The review then aims to provide a comprehensive schematization of some notable classes of metal nanostructures which can be fabricated and establishes general frameworks connecting the processes parameters to the characteristics of the nanostructures. To simplify the discussion, the laser types under considerations are classified into three classes on the basis of the range of the pulse duration: nanosecond-, picosecond-, femtosecond-pulsed lasers. These lasers induce different structuring mechanisms for an irradiated metal film. By discussing these mechanisms, the basic formation processes of micro- and nano-structures is illustrated and justified. A short discussion on the notable applications for the produced metal nanostructures is carried out so as to outline the strengths of the laser-based fabrication processes. Finally, the review shows the innovative contributions that can be proposed in this research field by illustrating the challenges and perspectives.
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Yuan, Yanping, Dongfang Li, Weina Han, Kai Zhao, and Jimin Chen. "Adjustment of Surface Morphologies of Subwavelength-Rippled Structures on Titanium Using Femtosecond Lasers: The Role of Incubation." Applied Sciences 9, no. 16 (August 19, 2019): 3401. http://dx.doi.org/10.3390/app9163401.
Full textAbstract:
Laser-induced periodic surface structures have been extensively studied for various materials because of their promising applications. For these applications, uniform rippled structures with well-defined large areas are required. However, the efficient fabrication of uniform rippled structures is a challenge. Morphologies of rippled structures of multiple-shot-ablated regions considerably affect the processing efficiency of uniform rippled structures because incubation effects are crucial. In this study, the effects of a pulse number and irradiation modes on surface morphologies of rippled structures on the titanium surface are experimentally studied. The experimental results indicate the following: (1) Samples first irradiated using several shots and then using remaining shots by designing laser pulse irradiation modes exhibit improved surface morphologies, such as larger ablation areas and finer rippled structures. (2) When the pulse number in the first series is less than that in the second series, the rippled structures are characterized using larger areas and periods. (3) The ablated areas with rippled structures increase with the increasing number of pulses. (4) The periods of ripples reduce with the increasing number of pulses. Therefore, according to different requirements, uniform rippled structures can be efficiently fabricated and adjusted using the designed laser pulse modes and pulse number.
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Svrcek, Vladimir, Davide Mariotti, Richard Hailstone, Hiroyuki Fujiwara, and Michio Kondo. "Luminescent Colloidal Silicon Nanocrystals Prepared by Nanoseconds Laser Fragmentation and Laser Ablation in Water." MRS Proceedings 1066 (2008). http://dx.doi.org/10.1557/proc-1066-a18-10.
Full textAbstract:
ABSTRACTThe surface states of silicon nanocrystals (Si-ncs) considerably affect quantum confinement effects and may determinate final nanocrystals properties. Colloidally dispersed Si-ncs offer larger freedom for surface modification compared to common plasma enhanced chemical vapor deposition or epitaxial synthesis in a solid matrix. The Si-ncs fabrication and elaboration in water by pulsed laser processing is an attractive alternative for controlling and engineering of nanocrystal surface by environmentally compatible way. We report on the possibility of direct silicon surface ablation and Si-ncs fabrication by nanosecond pulsed laser fragmentation of electrochemically etched Si micrograins and by laser ablation of crystalline silicon target immersed in de-ionized water. Two nanosecond pulsed lasers (Nd:YAG, and excimer KrF) are successfully employed to assure fragmentation and ablation in order to produce silicon nanoparticles. Contrary to the fragmentation process, which is more efficient under Nd:YAG irradiation, the laser ablation by both lasers led to the fabrication of fine and room temperature photoluminescent Si-ncs. The processing that has natural compatibility with the environment and advanced state of fabrication technologies may imply new possibilities and applications.
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Elliott, David J., and Bernhard P. Piwczyk. "Materials Surface Processing with Excimer Lasers." MRS Proceedings 76 (1986). http://dx.doi.org/10.1557/proc-76-295.
Full textAbstract:
ABSTRACTThe continued reduction of VLSI circuit geometries together with increasingly higher levels of circuit integration create the demand for new circuit fabrication technologies. One of the limitations of current IC fabrication technology is the use of high temperature processing. High temperatures severely distort silicon wafers, causing loss of geometry control and a subsequent reduction of device yield. Excimer laser technology, at very short ultra-violet wavelengths offers the possibility of extremely low temperature processing, including the following major applications: Photoresist exposure, photoresist ablation over alignment marks, annealing and etching. In addition, applications in circuit personalization and fiber optics appear as very promising new applications for excimer laser technology in the electronics industry.
Dissertations / Theses on the topic "Lasers – Applications industrielles – Ablation laser (fabrication)"
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Kilburger, Sébastien. "Réalisation et caractérisations d'hétérostructures à base de couches minces de LiNbO3 pour des applications en optique intégrée." Limoges, 2008. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/f9760bed-4f20-4c57-8bed-a82d7d55e49f/blobholder:0/2008LIMO4061.pdf.
Full textAbstract:
Le niobate de lithium (LiNbO3 : LN) est un matériau largement utilisé en optique de par ses propriétés électrooptiques et non linéaires très intéressantes. Il est utilisé en particulier sous forme massive dans les dispositifs actifs tels que les modulateurs électrooptiques. Son utilisation sous forme de couches minces offrirait l’avantage de diminuer fortement la distance inter-électrodes et d’améliorer le facteur de recouvrement entre les champs optique et appliqué tout en facilitant l’intégration et la miniaturisation des dispositifs. Notre travail a consisté, dans un premier temps, à optimiser, à partir des méthodes utilisant les plans d’expériences, les conditions de dépôt par ablation laser de couches minces de LN épitaxiées sur des substrats en saphir. Les caractérisations structurales et microstructurales ont mis en exergue la très bonne qualité cristalline des films réalisés. Ces films d’épaisseur moyenne 150 nm permettent une propagation à faibles pertes (≤1 dB/cm) compatible avec une utilisation en tant que guides d’ondes. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés au choix du type d’électrode nécessaire à la conception d’un modulateur électrooptique. Notre choix s’est porté sur le matériau ZnO. Nous avons démontré que les couches de LN étaient épitaxiées sur ZnO lui-même épitaxié sur saphir. Aucun guidage n’a pu être mis en évidence dans l’hétérostructure LN/ZnO/saphir car elle présente des pertes optiques importantes en raison de la valeur trop élevée de la conductivité des films de ZnO (σ ≥ 500 S. M-1). Pour remédier à ce problème, des simulations numériques ont montré que l’utilisation d’une couche de ZnO moins conductrice permettait de diminuer les pertes, une étude de LN/ZnO peu conducteur/saphir (σ < 50 S. M-1) a d’ailleurs mis en évidence une propagation optique. Ainsi, une hétérostructure LN/ZnO peu conducteur/ZnO conducteur/saphir serait une bonne solution pour envisager une modulation électrooptique d’un faisceau lumineuxLithium niobate (LiNbO3: LN) is a widely used optical material due to its interesting electrooptical and non linear properties. LN is particularly used as bulk technology in active devices such as electrooptical modulators. Thin films offer the advantage of strongly decreasing the distance between electrodes and improving the recovering factor of optical and applied fields and allow integration and devices size reduction. Firstly, our work has consisted in optimizing from experimental designs the deposition parameters leading to the elaboration by laser ablation of epitaxially grown lithium niobate films onto sapphire substrate. Structural and microstructural characterizations underline the very high quality of as-grown layers. These ones, exhibiting an average thickness of 150 nm, allow light propagation with low losses (≤1 dB/cm) compatible with the aim of wave guide’s use. Secondly, we focused on the electrode’s choice necessary for the electrooptical modulator conception. ZnO material was chosen. We have demonstrated an epitaxial growth of lithium niobate onto ZnO film itself epitaxially grown onto sapphire. Nevertheless, no guiding mode has been highlighted in LN/ZnO/sapphire heterostructure because of important optical losses attributed to high conductive values (σ ≥ 500 S. M-1) of the ZnO thin layers. To solve this problem, numerical simulations helped us to put forward the necessity of introducing a ZnO low conductive values buffer layer in order to decrease the optical losses. The study of such a structure allowed us to highlight an optical propagation. So, a LN/low conducting ZnO/highly conducting ZnO/sapphire heterostructure would certainly be a suitable solution to envisage the electrooptical modulation of a light beam
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Guillermin, Matthieu. "Etude du panache d'ablation laser femtoseconde : contrôle et optimisation des procédés." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00395196.
Full textAbstract:
Ce travail vise à accroître la compréhension et la maîtrise des processus d'ablation laser en régime femtoseconde en s'appuyant sur l'étude, en particulier spectroscopique, de l'émission optique du panache de matière ablatée par des impulsions dont on contrôle la fluence laser et la forme temporelle. Le chapitre 1 consiste en une synthèse de la bibliographie sur l'ablation en régime femtoseconde en partant de l'absorption de l'énergie optique par le système électronique, jusqu'à la thermalisation des électrons et des ions et à l'évolution thermodynamique consécutive subie par le matériau irradié. 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 avec en particulier la description de la mise en forme temporelle des impulsions laser par la modulation spectrale de leur phase à partir d'un modulateur spatial de lumière. Les chapitres 3 et 4 présentent les résultats de l'étude des panaches d'ablation respectivement 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 en régime femtoseconde 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. Ce dernier chapitre permet de compléter l'étude des comportements de la matière éjectée par une exploration des structures adoptées par la matière non-ablatée.
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Attal, Yasser. "Optimisation d'un procédé de nettoyage et de décontamination des surfaces métalliques par laser : conception d'un système laser associé." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1998. http://www.theses.fr/1998ECAP0639.
Full textAbstract:
L’étude des possibilités de nettoyage et de décontamination microbiologique des surfaces métalliques par laser fait l'objet de cette thèse. Les résultats obtenus sont plus que favorables. Nos travaux portent principalement sur la comparaison entre plusieurs sources laser existantes du point de vue de l'efficacité et des possibilités d'applications tout en assurant le respect du substrat métallique. Le premier chapitre est consacré à l'analyse des différents procédés de nettoyage par laser, développés jusqu'a présent. Le chapitre ii porte sur une étude synthèse sur les phénomènes physiques gérant l'interaction laser impulsionnel - matière : propriétés de réflexion et d'absorption dans les matériaux, photoablation d'un matériau absorbant ou opaque au rayonnement laser. Dans le chapitre III nous présentons des résultats de calcul des ordres de grandeurs de la puissance laser et du champ thermique dans les matériaux étudiés. Les chapitres IV et V traitent des résultats expérimentaux de la décontamination microbiologique de l'acier inoxydable et du nettoyage de l'aluminium. Enfin, le dernier chapitre de la thèse est voué à l'étude et à la réalisation de l'appareillage d'un prototype de nettoyage et de décontamination laser.
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Zelgowski, Julien. "Etude et optimisation du procédé de gravure par laser à fibre femtoseconde dédié aux applications industrielles et médicales." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAD037/document.
Full textAbstract:
L’avènement des technologies lasers femtoseconde utilisant une fibre optique comme milieu amplificateur incite les industriels à se renseigner sur cette technologie. Dans ce contexte, et dans le cadre du projet Futures et Ruptures, cette thèse se propose de caractériser une nouvelle source femtoseconde, le Tangerine d’Amplitude Systèmes. Utilisant les capacités de ce laser, et avec la collaboration d’IREPA LASER, nous feront une étude comparative avec les lasers femtoseconde déjà existant en s’appuyant sur l’état de l’art, l’optique non-linéaire et quelques simulations d’ablation. L’amélioration des procédés d’usinage pour des applications industrielles nous permettra de modifier et compléter nos connaissances dans l’usinage de différents matériaux tout en montrant les qualités de cette nouvelle technologie. Enfin, une application de miniaturisation de dispositifs électronique pour le domaine du biomédical nous permettra d’utiliser toutes les connaissances acquises et de mener à bien ce projetSurgical procedures are moving increasingly toward minimally invasive techniques because these techniques offer great comfort to the patient, a short recovery time and are reasonably-priced. As part of this thesis, it is proposed to study the integration of micrometer-sized sensors directly into needles for example. The PhD student will study the process of laser-matter interaction for new nano and femtosecond sources which should be optimized in order to develop a machining technique of surgical instruments in order to incorporate the sensors. The aim of the thesis is the demonstration of the feasibility of developing the technique of laser etching for the integration of sensors into millimeter-sized needles as well as tests in real conditions. Multiple lasers will be used; The Tangerine laser from ‘Amplitude Systèmes’ with the well know Ti:Sa laser. His work there will be to upgrade the laser up to its best capacity both in terms of fluence or accuracy and in terms of software and its ease of use. The ablation of the silicon from the rear of the electronic chip to the edge of the photodetector in order to carry the light and energy supply all 3D Hall effects micro-magnetors will be the main purpose of the PhD student. He will highlight differences between two femtosecond laser as thermally affected area or ablation rate and will choose which one is able to achieve our goal
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Choi, Hae Woon. "Femtosecond laser material processing for micro-/nano-scale fabrication and biomedical applications." Columbus, Ohio : Ohio State University, 2007. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1184883900.
Full text
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Sankaré, Simon. "Développement d'un procédé de fabrication rapide de composants mécaniques en alliages de titane par micro-rechargement laser." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. http://www.theses.fr/2007STR13243.
Full text
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Dewalle, Pascale. "Caractérisation des aérosols émis par interaction laser-matière dans le cadre d'expériences de décapage de peintures par laser." Thesis, Paris 10, 2009. http://www.theses.fr/2009PA100026/document.
Full textAbstract:
L’ablation par laser est un procédé envisagé pour le décapage de peintures pour l’assainissement et le démantèlement des installations nucléaires. Il est alors nécessaire de s’intéresser aux « produits » de l’ablation se présentant sous forme de particules et de gaz. La concentration numérique et massique des particules, leur granulométrie, leur morphologie et leur masse volumique ont été déterminées pour deux peintures murales. Les espèces gazeuses principales ont également été identifiées. L’aérosol généré est composé de particules nanométriques, très majoritaires en nombre, et de particules submicroniques. Elles possèdent des morphologies et des compositions chimiques bien distinctes : des agrégats carbonés et des particules sphériques de dioxyde de titane ont été identifiés. Les résultats ont permis de conclure que les agrégats nanométriques proviennent de la vaporisation du polymère de la peinture tandis que les particules submicroniques sphériques résultent de l’éjection mécanique des particules de dioxyde de titane. Le panache de matière résultant de l’interaction laser-peinture a été visualisé à différents stades de son expansion par trois techniques optiques : l’extinction, la diffusion et l’émission de la lumière. Les clichés obtenus mettent en évidence une onde de choc suivie d’une éjection de matière selon une forme particulière de « champignon ». Les mesures issues de ces résultats montrent que la partie périphérique du panache contient les particules primaires des agrégats carbonés ; il s’agit de la zone la plus chaude, atteignant quelques milliers de kelvins. Sa partie centrale est formée des particules sphériques de dioxyde de titaneLaser ablation is one of the physical processes that are being considered for paint stripping in possibly contaminated areas, especially for decommissioning and dismantling of nuclear facilities. In this regard, the knowledge of “ablation products”, consisting of particles and gases, is an important issue.The numeric and weight concentration of particles, their size distribution, their morphology and their density have been determined for laser ablation of two wall paints. The main gas species have also been identified. The aerosol is composed of nanoparticles, of which the number is predominant, and submicronic particles. Their morphologies and their chemical composition are very distinct: carbon aggregates have been identified, as well as spherical particles of titanium dioxide. These results show that nanoscale aggregates come from the vaporization of the paint polymer, whereas submicronic particles are due to mechanical ejection of titanium dioxide particles. The expansion of the plume resulting from laser-paint interaction has been monitored by means of three optical techniques: light extinction, scattering and emission. The frames show the propagation of a shockwave followed by the ejection of matter with a specific “mushroom” shape. Measurements based on these results show that the peripheral part of the plume contains the primary particles of carbon aggregates; it is the warmest area, which reaches a few thousands Kelvin degrees. Its central part is composed of titanium dioxide spherical particles
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François, Mathieu. "Conception pour la fabrication additive, par fusion laser sur lit de poudre, de composants hyperfrequences." Thesis, Paris, HESAM, 2020. http://www.theses.fr/2020HESAE008.
Full textAbstract:
Pendant de nombreuses années, les composants passifs hyperfréquences ont été utilisés dans des systèmes de communication notamment pour des chaînes d'alimentation d'antenne. Ce type d'équipement radiofréquence est déjà largement opérationnel dans différents domaines tels que les communications satellite, les radars, les observations spatiales etc. en raison de leurs avantages de faibles pertes ainsi que de leur capacité élevée de gestion d'énergie. Seulement, avec l'émergence de nouvelles technologies et une concurrence considérable sur le marché de la défense, les clients sont de plus en plus demandeurs de produits de moins en moins coûteux avec des délais d’obtention toujours plus courts, avec des exigences liées aux performances toutes aussi élevées.Ces dernières années, plusieurs institutions et industries se sont intéressées de plus en plus aux procédés de fabrication additive pour les composants à propagation guidée. Ne nécessitant pas de brut de matière ni d'outillage dédié, les technologies additives apportent de nouvelles perspectives de conception. En particulier, l'ajout de matière couche par couche autorise la fabrication de pièces monolithiques, qui permettraient d'alléger les équipements et de réaliser des économies de temps et de coûts. D'autre part, l'une des plus grandes promesses de la fabrication additive réside dans les degrés de liberté supplémentaires qu'elle offre en conception, permettant de concevoir des architectures complexes et innovantes aux performances accrues, qui seraient irréalisables par des techniques conventionnelles. A ce titre, la fabrication additive a été identifiée comme pouvant jouer un rôle crucial dans le développement de ce type de pièce.Cependant, comme tout procédé de fabrication, les procédés additifs possèdent leurs propres spécificités et contraintes liées aux phénomènes physiques mis en jeu au cours de la fabrication et dont il est nécessaire de tenir compte au cours de la phase de conception pour tirer pleinement profit des avantages qu'ils offrent. Ajoutées aux exigences hyperfréquences, le concepteur doit alors être en capacité d'identifier les liens qui existent entre les domaines de la conception, du procédé et électromagnétique pour garantir une pièce de qualité conforme au cahier des charges.L'objectif de ces travaux de thèse est double. Le premier consiste à identifier les spécificités du procédé de fusion laser sur lit de poudre qui influent majoritairement sur les performances électromagnétiques, de manière à y apporter une attention particulière en phase de conception. Le second porte sur l'élaboration d'une méthode qui intègre les contraintes et opportunités de la fabrication additive tout en répondant aux objectifs, globaux et locaux, issus du cahier des charges hyperfréquences de manière à fabriquer des composants opérationnelsFor many years, passive microwave waveguide components have been used in communication systems, particularly for antenna feed chains. This kind of radiofrequency equipment is already widely operational in various fields such as satellite communications, radars, space observations, etc. Because of their low loss as well as their high energy management capacity. However, the emergence of new technologies and the significant degree of competition that occurs within the defense market, customers are increasingly calling for lower-cost products, shorter lead times, with requirements equally high.Over the past years, several institutions and industries have become more and more interested in additive manufacturing processes for passive waveguide components. Without any need for raw material or dedicated tools, additive technologies bring some new design perspectives. In particular, the addition of material layer by layer promotes the manufacture of monolithic parts, which would contribute to lighten the weight of antennas and save time and costs. On the other hand, it offers additional degrees of freedom during the design stage, encouraging the development of complex and innovative architectures, resulting in increased performance, which would be unachievable by conventional techniques. As such, additive manufacturing has been identified as being able to play a crucial role in the development of this type of part.However, like any other manufacturing process, additive processes involve several physical phenomena and so have their own manufacturing specificities and constraints to consider during the design phase to benefit fully from all the potential of additive manufacturing. Combined with the microwave requirements, the designer must then be able to identify the correlation between design, process and electromagnetic to guarantee a quality part conforming to the specifications.The objective of this study is twofold. The first one consists of identifying the specificities of the laser beam melting process with a major influence on electromagnetic properties, in order to be able to pay special attention during the design phase. The second concerns the development of a method that incorporates the constraints and opportunities of additive manufacturing while meeting the objectives arising from the microwave specifications
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Barats, Aurélie. "Micro analyse quantitative des éléments traces dans la calcite de la coquille Saint Jacques (Pecten maximus) par Ablation Laser ICP-MS : une archive journalière de la biogéochimie des environnements côtiers tempérés." Phd thesis, Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00125075.
Full textAbstract:
Le couplage de l'Ablation Laser et de la Spectrométrie de Masse à Plasma Inductif Couplé (LA-ICP-MS) a été mis en œuvre pour la détermination quantitative des éléments traces dans des matrices de carbonate de calcium (CaCO3) grâce à l'utilisation de pastilles étalons de CaCO3 (concentrations en éléments traces: 0-500 µg.g-1). L'analyse quantitative des éléments traces le long des stries journalières de calcite des coquilles Saint Jacques Pecten maximus a conduit à la définition de profils chronologiques et à haute résolution temporelle. La signification de ces profils a ensuite été évaluée particulièrement pour la Rade de Brest (France). Les concentrations coquillières de fond sont directement liées aux concentrations de l'eau de mer en phase dissoute et aux constantes de solubilité dans les carbonates, traduisant ainsi les conditions environnementales et hydro climatiques moyennes. Des enrichissements récurrents, transitoires et/ou saisonniers ont été observés pour le molybdène (Mo), le baryum (Ba) et le manganèse (Mn). Les enrichissements du Mo et du Ba dans la coquille sont identifiés comme des indicateurs de la dynamique phytoplanctonique dans les environnements côtiers tempérés. Les enrichissements du Mn, observés spécifiquement pour les coquilles de la Baie de Seine, traduisent les apports fluviaux de la Seine et les oscillations des conditions rédox dans la colonne d'eau et à l'interface eau/sédiment. La micro chimie des éléments traces de la coquille est donc établie comme une archive à haute fréquence des changements des environnements côtiers tempérés, et permet aussi de mieux comprendre le cycle biogéochimique des éléments traces à l'interface eau - sédiment.
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Dupin, Stephane. "Etude fondamentale de la transformation du polyamide 12 par frittage laser : mécanismes physico-chimiques et relations microstructures/propriétés." Thesis, Lyon, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAL0062/document.
Full textAbstract:
Les procédés de fabrication additive permettent, à partir d’un fichier de CAO, la fabrication de pièces complexes sans outillage, dans des délais de développement très courts et avec une grande flexibilité. Parmi les procédés de fabrication additive employés avec les polymères, le frittage laser de poudre est le plus utilisé. Ces travaux de thèse sont consacrés à l’étude et la compréhension des mécanismes fondamentaux impliqués lors du procédé de frittage laser de poudres de polyamide 12. Au cours du procédé de frittage laser de nombreux paramètres interviennent. Ainsi l’énergie fournie à la poudre par l’intermédiaire du rayon laser dépend de la puissance de celui-ci, de la vitesse de balayage et de l’espacement entre deux balayages successifs. De plus, le matériau subit un cycle thermique sévère : avant d’être frittée, la poudre est préchauffée. Puis, dans le bac de fabrication, la poudre non frittée ainsi que les pièces séjournent pendant toute la durée de la fabrication à des températures élevées. Cette histoire thermique entraîne un vieillissement et donc une modification des propriétés de la poudre ce qui complique sa réutilisation. L’influence de ces différents paramètres sur la microstructure et les propriétés mécaniques des pièces finales a été mise en évidence. De plus l’utilisation de différentes poudres de polyamide 12 a permis l’identification des paramètres-clés de la matière.Le frittage laser des polymères semi-cristallins est régi par plusieurs mécanismes fondamentaux : la fusion des particules de poudre, l’interdiffusion des chaînes macromoléculaires aux interfaces, la coalescence des particules fondues, la densification et enfin la cristallisation. L’étude et la modélisation de la cristallisation ont été effectuées pour l’un des polyamides 12 employés au cours de cette thèse. De ce traitement théorique ont pu être déduits les temps de maintien du polymère à l’état fondu au cours du procédé. Dans une seconde phase, des analyses rhéologiques menées dans le cadre de la viscoélasticité linéaires des polymères à l’état fondu ont permis de déduire les temps d’interdiffusion des chaînes macromoléculaires. Par ailleurs, le processus de coalescence des particules de poudres à l’état fondu a été suivi expérimentalement et modélisé pour différentes températures. Ces temps ont été confrontés à la durée de maintien du polymère à l’état fondu, confirmant ainsi la bonne consolidation obtenue lors du frittage du polyamide 12. En conclusion, ce travail contribue à la compréhension des différents mécanismes physico-chimiques intervenant au cours du frittage laser : il permet d’expliciter de façon assez approfondie les relations entre les propriétés des poudres, les paramètres du procédé et les propriétés finales des pièces. De nombreuses préconisations relatives à l’optimisation des propriétés des poudres pourront être déduites de ce travail et aideront au développement de nouveaux matériaux adaptés à ce procédéAdditive processing technologies are aimed at manufacturing parts directly from a computer-aided design (CAD) file, without the need for tooling. Therefore flexibility of production increases and manufacturing of small to mid-size series of very complex or even customized parts becomes possible within reduced development time and expenses. Because of the good mechanical properties obtained in the parts, the most commonly used among additive technologies for polymers is laser sintering (LS). The objective of this work is to contribute to a better understanding of the different physical mechanisms involved during laser sintering of polyamide 12 powders. Many operating variables impact the laser sintering process. Especially, the energy supplied to the powder with the laser beam depends on its power, its displacement velocity and the scan spacing. Moreover, the polymer material undergoes a quite severe thermal treatment : before its sintering, the powder is preheated, then in the build tank the sintered parts and the un-sintered surrounding powder remain until the end of the job at elevated temperatures. This thermal history induces ageing, which modifies some powder features and hinders its future reuse. The influence of the parameters mentioned above on the part microstructure and mechanical properties was investigated. Moreover the use of different polyamide 12 powders enabled to identify the key material characteristics towards the physical processes involved in LS and towards the final properties of parts. The laser sintering of semi-crystalline polymers is governed by several fundamental mechanisms: melting of particles, interdiffusion of macromolecular chains at interfaces, coalescence of molten particles, then densification and finally crystallisation. The study and modelling of crystallisation were carried out with one of the PA12 powders used in the first part of this work. From this modelling, the time during which the polymer remains in the molten state during the process was estimated. Next, a rheological analysis made within the framework of linear viscoelasticity of polymer melts allowed to compute the interdiffusion time of the macromolecular chains. Moreover, the coalescence process of molten particles was observed at different temperatures and modeled. The characteristic times thus estimated for these physical processes were opposed to the time during which the polymer remains in the molten state and confirmed the good consolidation obtained by laser sintering of polyamide 12. In conclusion this work contributes to understand the different physico-chemical mechanisms involved during polymer laser sintering by specifying the relations between powder parameters, process variables and final properties of parts. Many recommendations for the optimisation of powder properties can be derived from this work for the purpose of developing new polymeric materials adapted to this process
Conference papers on the topic "Lasers – Applications industrielles – Ablation laser (fabrication)"
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Yoshida, Yoshikazu. "Fabrication of bio-chips by laser ablation." In Lasers and Applications in Science and Engineering, edited by Craig B. Arnold, Tatsuo Okada, Michel Meunier, Andrew S. Holmes, David B. Geohegan, Frank Träger, and Jan J. Dubowski. SPIE, 2007. http://dx.doi.org/10.1117/12.706226.
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Bekesi, Jozsef, Dirk Schaefer, Juergen Ihlemann, and Peter Simon. "Fabrication of diffractive optical elements by ArF-laser ablation of fused silica." In High-Power Lasers and Applications, edited by Alberto Pique, Koji Sugioka, Peter R. Herman, Jim Fieret, Friedrich G. Bachmann, Jan J. Dubowski, Willem Hoving, et al. SPIE, 2003. http://dx.doi.org/10.1117/12.479226.
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Klotzbuecher, Thomas, Martin Popp, Torsten Braune, Jens Haase, Anne Gaudron, Ingo Smaglinski, Thomas Paatzsch, Hans-Dieter Bauer, and Wolfgang Ehrfeld. "Custom specific fabrication of integrated optical devices by excimer laser ablation of polymers." In Symposium on High-Power Lasers and Applications, edited by Henry Helvajian, Koji Sugioka, Malcolm C. Gower, and Jan J. Dubowski. SPIE, 2000. http://dx.doi.org/10.1117/12.387565.
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Naessens, Kris, An Van Hove, Thierry Coosemans, Steven Verstuyft, Heidi Ottevaere, Luc Vanwassenhove, Peter Van Daele, and Roel G. Baets. "Fabrication of microgrooves with excimer laser ablation techniques for plastic optical fiber array alignment purposes." In Symposium on High-Power Lasers and Applications, edited by Henry Helvajian, Koji Sugioka, Malcolm C. Gower, and Jan J. Dubowski. SPIE, 2000. http://dx.doi.org/10.1117/12.387568.
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Cheng, Ming-Chieh, and Cheng-Kuo Sung. "Fabrication of Metallic Wire Grating by Femtosecond Laser Ablation: A Molecular Dynamics Simulation Study." In ASME 2010 10th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis. ASMEDC, 2010. http://dx.doi.org/10.1115/esda2010-24334.
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Femtosecond lasers enable materials processing with their notably characteristics, such as precision, high peak density, flexible, and minor thermal affected zone. Applications ranging from high precision micromachining to biological manipulation with no thermal damages are possibly executed via this technology. In this study, the three-dimensional molecular dynamics simulation associated with the parallel computation were utilized to explore the ablation mechanism, the trend between the femtosecond laser fluence density and laser ablation depth as well as affected zone. In addition, we also compared the ablation methods which were single ablation and superposited ablation machining processes. Moreover, the heat-affected zone effect was discussed. Ultimately, a femtosecond laser ablation manufacturing process simulation was implemented by the combination of laser fluence densities to demonstrate the feasibility of fabricating the metallic gratings.