مطالعه عددي ماده برداري ليزر پرتوان نانو ثانيه اي با هدف گرافيتي

Numerical study of laser ablation by high power nanosecond laser with Graphite target

در اين مقاله با استفاده از يك مدل آماري ، ايجاد حفره در يك هدف گرافيتي توسط يك ليزر پالسي پرتوان مورد بررسي قرار گرفته است. طول پالس ليزردر بازه نانو ثانيه بوده وپروفاي لزماني شدت آن بصورت تاب عگاوسي اختيارشده است. نتايج شبيه سازي نشان مي دهدكه با افزايش شدت پالس باريكه ليزرفرودي ( آهنگ شارفوتون هاي ليزر ) ، عمق حفره ايجاد شده به سمت يك مقدار اشباع شده ميل پيدا مي كند. كه اين رفتار در داد ه هاي تجربي نيز مورد تاييد قرار گرفته است. ايده شبيه سازي و مطالعه عدد ي ما ه بردار ي ليزر ي مي تواندبر اين اسا س ضرور ت داشته باشدكه درميكرو ماشين كار ي ها ي ليزر ي و ساخت قطعا ت ريزساختارنظيرموجبرها ي فوتونيكي،كريستا ل ها ي فونيكي،نانوتيو پ هاي كربني وغيره،عوامل خطا ( تلورانس) شناسايي شد ه و براسا س آن مقدا ر پارامترها ي ليزرازجمله شدت ، طو ل پال س وغيره( باتوجه به اهداف ميكروماشين كاري) تعيين شوند . رفتار پرتاب تصادفي دارت ها مدل مناسبي براي شبيه سازي برخورد تصادفي فوتون هاي ليزر با ماده به حساب مي آيد. كه در اين مقاله ، ازاين الگوي رفتاري به منظور مدل سازي فرايند هاي ماده برداري ليزري بهرمند شده ايم.

In this Article we use a Statistical model to review resulted hole in laser ablation on Graphite’s Surface by a high power pulsed laser. pulse duration is in “ns” range and time’s profile of Laser’s Intensity is as same as Gaussian function. Results of simulation have showed that by increasing the Intensity value of pulsed laser (rate of photon’s flounce of laser) the depth value of resulted hole will have saturated value and this result satisfy experimental data. Idea of Simulation and Numerical study of laser ablation can be necessary on laser micromachining and producing of microstructure devices such as photonic waveguides, Photonic Crystals, Carbon nanotubes , etc. Tolerance’s reasons or Error’s reasons can be determined in addition to this parameter’s value of laser such as: Intensity, pulse duration and etc will be predicted .Random behavior of dart’s in dropping is suitable model to simulate random collision of laser’s photon with atomic structure of material. In this Article we use this behavior to simulate laser ablation’s process.