Etude des parametres de l'interaction laser-cible qui influencent la composition du plasma cree par ablation laser en vue de l'analyse elementaire quantitative des materiaux

par CORINNE NOUVELLON

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Bernard Dubreuil.

Soutenue en 1999

à Orléans .

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  • Résumé

    L'ablation laser couplee a la spectrometrie d'emission optique est une technique a fort potentiel pour l'analyse elementaire de materiaux car elle possede peu de contraintes de mise en uvre et est utilisable pour de nombreux materiaux. Le principe consiste a analyser l'intensite emise lors de la desexcitation des especes du plasma cree par focalisation d'un faisceau laser sur l'echantillon a analyser. Pour que l'analyse elementaire soit quantitative, le plasma doit etre representatif du materiau a analyser. Notre objectif est de determiner les parametres fondamentaux de l'interaction laser-matiere qui influencent la conservation de la stchiometrie entre la cible et le plasma cree lors de l'ablation de metaux par un laser uv a pression atmospherique dans un domaine de fluences de 10 a 255 j/cm 2. L'etude du couplage laser-materiau, necessaire pour analyser l'interaction reelle entre le laser et la cible, est realisee a partir de l'observation des crateres obtenus dans les echantillons. Elle met en evidence que la surface d'interaction est un parametre determinant. En effet, l'efficacite d'ablation est plus elevee et les crateres plus homogenes lorsque la surface d'interaction est plus petite, ce qui correspond a des conditions pour lesquelles l'ecrantage du laser par le plasma est reduit. L'analyse du plasma est effectuee dans sa phase de desexcitation, apres l'impulsion laser. Dans des alliages d'aluminium contenant du cuivre, du magnesium et du zinc a quelques % nous observons que la composition du plasma est identique a celle de la cible, pour differentes conditions d'irradiations (surface d'interaction, fluence). Dans les laitons (cu-zn), les comportements des deux elements sont differents. L'analyse du zinc peut etre realisee quelles que soient les conditions d'irradiation alors qu'elle n'est possible pour le cuivre qu'a fluence elevee (> 50 j/cm 2). Cette etude systematique des laitons met ainsi en evidence l'importance de la fluence sur la composition du plasma.


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  • Détails : 163 p.
  • Annexes : 111 ref.

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