Séance de cours

Interaction lumière-matériaux : propriétés optiques et ablation

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Dans cours

MICRO-520: Laser microprocessing

The physical principles of laser light materials interactions are introduced with a large number of industrial application examples. Materials processing lasers are developing further and further, the lecture presents the physical limitations of the proces ...

Description

Cette séance de cours couvre l'interaction entre la lumière et les matériaux, en se concentrant sur les propriétés optiques, les mécanismes d'absorption et les processus d'ablation laser. Les sujets abordés incluent les équations de Maxwell, les types d'absorption, les spectres de transmission, les fréquences plasmatiques et les coefficients de réflexion.

Enseignant·e

Patrik Willi Hoffmann

Expertise Wettability Mico-structuring Electron-beam Deposition Photodeposition Photoablation Nano-optics Mission Patrik Hoffmann is heading the laboratory for Advanced Materials Processing at Empa. Laser materials processing including Additive Manufacturing are key topics in recent years.At the EPFL cite in the Laboratory for Optical Materials and Characterization LPMAT, novel functional material depositions by HV-CVD are studied. Recently BaTiO3 heteroepitaxial films have been grown on SrTiO3 buffered sil

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Concepts associés (32)

Ablation laser

L'ablation laser est une technique utilisée pour la production de nanoparticules, certaines méthodes d'analyses de matériaux et/ou pour produire un dépôt en couche mince atomique. L' ablation laser complète ici la gamme des méthodes de dépôt physique de couches minces, telles l'évaporation, la pulvérisation cathodique ou le procédé sol-gel. Un faisceau laser pulsé est focalisé sur une cible constituée du matériau à déposer. L'interaction cible-faisceau entraîne l'arrachage de la matière constituant la cible, par pulvérisation, évaporation, voire fracturation mécanique.

Coefficient de Fresnel

Les coefficients de Fresnel, introduits par Augustin Jean Fresnel (1788-1827), interviennent dans la description du phénomène de réflexion-réfraction des ondes électromagnétiques à l'interface entre deux milieux, dont l'indice de réfraction est différent. Ils expriment les liens entre les amplitudes des ondes réfléchies et transmises par rapport à l'amplitude de l'onde incidente. On définit le coefficient de réflexion en amplitude r et le coefficient de transmission en amplitude t du champ électrique par : où Ei, Er et Et sont les amplitudes associées respectivement au champ électrique incident, réfléchi et transmis (réfracté).

Ablation

Ablation (ablatio – removal) is the removal or destruction of something from an object by vaporization, chipping, erosive processes, or by other means. Examples of ablative materials are described below, including spacecraft material for ascent and atmospheric reentry, ice and snow in glaciology, biological tissues in medicine and passive fire protection materials. In artificial intelligence (AI), especially machine learning, ablation is the removal of a component of an AI system.

Réflexion (physique)

vignette|upright=1|La loi de la réflexion en physique.|alt=Le rayon incident arrive sur la surface et est réfléchi. Les angles d'incidence et de réflexion sont identiques. vignette|Matsimäe Pühajärv, Estonie. La réflexion en physique est le brusque changement de direction d'une onde à l'interface de deux milieux. Après réflexion, l'onde reste dans son milieu de propagation initial. De multiples types d'ondes peuvent subir une réflexion.

Réflexion totale

En optique géométrique, le phénomène de réflexion totale survient lorsqu'un rayon lumineux arrive sur la surface de séparation de deux milieux d'indices optiques différents avec un angle d'incidence supérieur à une valeur critique : il n'y a alors plus de rayon réfracté transmis et seul subsiste un rayon réfléchi. Ce phénomène n'intervient que lorsque le rayon lumineux incident se trouve dans un milieu d'indice de réfraction plus grand que l'éventuel rayon réfracté : réfraction de type verre/air par exemple.

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