Plasma and nanoparticle shielding during pulsed laser ablation in liquids cause ablation efficiency decrease

阴影照相术 烧蚀 通量 激光器 材料科学 电磁屏蔽 等离子体 激光烧蚀 纳秒 光学 光电子学 复合材料 核物理学 工程类 物理 航空航天工程
作者
Sarah Dittrich,Stephan Barcikowski,Bilal Gökce
出处
期刊:Opto-Electronic Advances [Opto-Electronic Advances]
卷期号:4 (1): 200072-200072 被引量:59
标识
DOI:10.29026/oea.2021.200072
摘要

Understanding shielding cross-effects is a prerequisite for maximal power-specific nanosecond laser ablation in liquids (LAL). However, discrimination between cavitation bubble (CB), nanoparticle (NP), and shielding, e.g., by the plasma or a transient vapor layer, is challenging. Therefore, CB imaging by shadowgraphy is performed to better understand the plasma and laser beam-NP interaction during LAL. By comparing the fluence-dependent CB volume for ablations performed with 1 ns pulses with reports from the literature, we find larger energy-specific CB volumes for 7 ns-ablation. The increased CB for laser ablation with higher ns pulse durations could be a first explanation of the efficiency decrease reported for these laser systems having higher pulse durations. Consequently, 1 ns-LAL shows superior ablation efficiency. Moreover, a CB cascade occurs when the focal plane is shifted into the liquid. This effect is enhanced when NPs are present in the fluid. Even minute amounts of NPs trapped in a stationary layer decrease the laser energy significantly, even under liquid flow. However, this local concentration in the sticking film has so far not been considered. It presents an essential obstacle in high-yield LAL, shielding already the second laser pulse that arrives and presenting a source of satellite bubbles. Hence, measures to lower the NP concentration on the target must be investigated in the future.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
SS完成签到 ,获得积分20
刚刚
1秒前
银鱼在游发布了新的文献求助10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
番茄大王开心心完成签到 ,获得积分10
6秒前
梅梅子完成签到 ,获得积分10
6秒前
高高的天亦完成签到 ,获得积分10
9秒前
Orange应助SS采纳,获得10
10秒前
FUNG完成签到 ,获得积分10
10秒前
乔杰完成签到 ,获得积分10
10秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
无名应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
无名应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
无名应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
花花完成签到 ,获得积分10
11秒前
秋秋完成签到,获得积分10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
奋斗奋斗再奋斗完成签到,获得积分10
14秒前
隐形曼青应助欣慰元蝶采纳,获得10
15秒前
17秒前
外向的芒果完成签到 ,获得积分10
20秒前
自然的含蕾完成签到 ,获得积分10
20秒前
24秒前
fjq95133完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5706900
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5179835
关于积分的说明 15247674
捐赠科研通 4860384
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2608552
邀请新用户注册赠送积分活动 1559403
关于科研通互助平台的介绍 1517256