Mesures interferometriques des effets thermoelastiques generes par laser impulsionnel. Application a la definition des proprietes d'adherence de films minces ceramiques deposes par p. V. D. Sur substrats metalliques

par CORINNE LUSSIAUD SARTORI

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Roland Oltra.

Soutenue en 1997

à Dijon .

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  • Résumé

    Il existe plusieurs moyens d'expulser, par une impulsion laser, un film depose sur un substrat : - tir laser indirect cote substrat (substrat absorbant a la longueur d'onde du laser) - tir laser direct cote film (film absorbant) -tir laser direct cote film (film transparent) si les mecanismes a l'origine de l'expulsion du film sont connus dans les deux premiers cas, peu de travaux ont ete consacres au dernier cas qui fait l'objet de cette etude. Deux phenomenes distincts a l'origine de la rupture des liaisons a l'interface film/substrat ont ete identifies : - phenomene thermique : une partie de l'impulsion laser est absorbee dans le substrat conduisant localement a une elevation de temperature, - phenomene mecanique : generation d'une onde ultrasonore de compression qui se propage en volume. Des equations analytiques prevoient le deplacement a l'epicentre (point positionne sur la face opposee au tir laser directement en face du centre de la zone irradiee) lorsqu'une impulsion lumineuse est dirigee sur le substrat nu. En revanche, ces equations ne decrivent pas les deplacements lorsqu'un film est depose sur la face irradiee du substrat. Nous avons donc propose un modele prevoyant les deplacements engendres a l'epicentre lors de l'irradiation laser d'un substrat recouvert d'un film transparent a la longueur d'onde du laser. Une sonde interferometrique mesurant les deformations engendrees par le tir laser a la surface des echantillons a permis de valider le modele. Les cibles etudiees sont des disques metalliques recouverts d'un film d'oxyde de quelques micrometres d'epaisseur. Dans un premier temps, les deplacements experimentaux induits a l'epicentre ont ete compares aux deplacements theoriques du modele. Nous avons ainsi diagnostique avec precision l'efficacite du decapage laser. Trois regimes d'interaction ont ete mis en evidence selon la densite d'energie lumineuse mise en jeu : aucun effet, rupture des liaisons a l'interface interne film - substrat, expulsion du film. Dans un second temps, la mesure interferometrique des deplacements directement au centre de la zone irradiee a permis de quantifier l'adherence du film sur le substrat.


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  • Détails : 149 P.
  • Annexes : 91 REF.

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