مطالعه تجربی اثر میدان الکتریکی بر آهنگ ماده‌برداری از فلز قلع در محیط اتانول

هدف اصلی این کار پژوهشی، بررسی تاثیر میدان الکتریکی بر روی آهنگ ماده برداری لیزری از فلزات در محیط مایع است. بدین منظور، ماده برداری از فلز قلع (9/99درصد) در محیط اتانول (96درصد) با استفاده از تابش‌دهی لیزر پالسی نئودیوم یاگ با طول موج 1064 نانومتر، طول پالس 10 نانوثانیه و نرخ تکرار پالس 10 هرتز در غیاب و حضور میدان الکتریکی انجام شد. تاثیر میدان الکتریکی برآهنگ ماده‌برداری لیزری و مشخصات حفره در حالت اعمال میدان الکتریکی عمود بر راستای پرتو لیزر موردبررسی قرار گرفته است. جهت بررسی آهنگ ماده‌برداری لیزری، پس از انجام فرآیند ماده‌برداری تحت شرایط آزمایشی متفاوت، اطلاعات حفره‌های (عمق و قطر) ایجاد شده بر روی سطح هدف فلز مورد استفاده قرار گرفت. نتایج این پژوهش بیانگر آن است که، آهنگ ماده‌برداری در حضور میدان الکتریکی به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش پیدا می‌کند.

Experimental Study of the Effect of External Electric Field on the Ablation Rate of Tin Metal in Ethanol Environment

Abstract- In the present work, the effect of external DC electric field on the ablation rate during nanosecond pulsed laser ablation of Tin in ethanol was studied. In this study, the target (Tin 99.9%), was irradiated by 500 pulses of Nd:YAG laser beam with pulse duration of 10 ns and 10Hz repetition rate. The irradiation was performed in the presence and absence of external DC electric field. The effect of electric field strength on the material removal rate was investigated for the condition in which the electric field was perpendicular to the laser beam path. The craters formed on the target surface were characterized by using optical microscopy and image processing technique. The results indicated that pulsed laser ablation in the presence of an electric field significantly leads to higher material removal rate.