Modifikace tenkých vrstev pomocí pulzního laserového záření

Abstract

Odezva tenkých kovových vrstev na ozáření laserovým pulzem je zkoumána pomocí numerických simulací. Kovové vrstvy, molybden nebo zlato, jsou deponovány na různých substrátech. Pro výpočet vývoje teploty a určení prahu tavení molybdenové vrstvy je použit vlastní numerický kód založený na dvouteplotním modelu, kterým je analyzován vliv parametrů pulzu i vzorku. Také je zhodnoceno možné poškození podkladového substrátu. K posouzení, jak parametry pulzu a vzorku ovlivňují laserem vyvolanou tlakovou vlnu, je použit hydrodynamický model a je vzat v úvahu i vliv tlaku elektronů o vysoké teplotě. Nakonec je upravený dvouteplotní model použit pro analýzu tenkých zlatých vrstev ozářených dvěma po sobě jdoucími pulzy skrz substrát, která teoreticky doplňuje experimentálně testovaný přenos materiálu indukovaný laserovým pulzem (Laser-Induced Forward Transfer).

The thesis presents a numerical investigation of the response of thin metallic films, specifically molybdenum and gold, deposited on various substrates under laser pulse irradiation. A self-developed code based on the two-temperature model was used to calculate the temperature evolution and melting threshold of the molybdenum film, examining their dependence on both pulse and sample parameters. The potential damage to the underlying fused silica substrate was also evaluated. Additionally, a hydrodynamical code was employed to assess how pulse and sample parameters influence the laser-induced pressure wave, as well as the impact of hot electron pressure. Finally, the two-temperature model was extended to analyze thin gold films irradiated through a substrate by double pulses, providing theoretical support for the Laser-Induced Forward Transfer experiment.