Caracterización tridimensional de las modificaciones en el zafiro expuesto a daños inducidos por láser utilizando...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Óptica y fotónica
• Física del láser

Sus antecedentes:

• El zafiro (Al2O3) es un material dieléctrico vital para láseres y sistemas ópticos debido a su alta resistencia al daño inducido por láser.
• Los sistemas láser de alta potencia requieren un conocimiento profundo de las modificaciones de los materiales bajo la exposición al láser.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y aplicar técnicas avanzadas de caracterización para las modificaciones de materiales en zafiro después de la ablación láser.
• Para investigar la evolución de la microestructura y la tensión en el zafiro después de la irradiación láser pulsada.

Principales métodos:

• Ablación localizada inducida por láser con pulsos simples de 100 ps y 6 ns.
• Piezospectroscopia basada en la fluorescencia para el análisis del estrés.
• Microscopía Raman confocal para la caracterización de las microestructuras.
• Mediciones de alta resolución espacial (alrededor de 1 μm).

Principales resultados:

• La microscopia Raman identificó la formación de una fase policristalina en el zafiro ablado debido a la fusión y solidificación.
• Las líneas de fluorescencia de banda estrecha (R1 y R2) mostraron cambios espectrales sensibles a la presión.
• Se logró un mapeo de tensiones internas en 3D con resolución espacial de micrómetros.

Conclusiones:

• Las técnicas desarrolladas caracterizan efectivamente las modificaciones de materiales inducidas por láser en el zafiro.
• La comprensión de la formación de la fase policristalina y la distribución de la tensión interna es clave para optimizar el zafiro en aplicaciones láser de alta potencia.
• La piezospectroscopia y la microscopia Raman proporcionan información valiosa sobre las interacciones láser-materia en los materiales dieléctricos.