Optimización del proceso de generación de LIPSS en metales con pulsos ultra-cortos

Optimization of the LIPSS generation process on metals by ultrashort pulses

dc.contributorPAULINA SEGOVIA OLVERA
dc.creatorABRAHAM WONG GUTIERREZ
dc.date2019
dc.date.accessioned2023-03-16T14:31:36Z
dc.date.available2023-03-16T14:31:36Z
dc.identifierhttp://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2761
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/6230738
dc.descriptionEn este trabajo se presenta el estudio experimental para la generación de estructuras de superficie periódicas inducidas por láser (LIPSS, por sus siglas en inglés ” Laser-induced Periodic Surface Structures”) por debajo del umbral de ablación en películas delgadas de Bismuto (Bi) y Titanio (Ti). El procesamiento de los materiales es realizado a exposiciones fijas sobre la superficie de la muestra, y es inducido en aire por un láser linealmente polarizado con pulsos en el régimen de femtosegundos (1030 nm, 270 fs). Se demuestra la influencia en la formación de las LIPSS con respecto a los parámetros de irradiación, tales como: número de pulsos, fluencia y polarización del campo incidente. El análisis de las características de las LIPSS es realizado utilizando técnicas de microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido y espectroscopía micro-Raman. Los resultados experimentales muestran que es posible generar LIPSS en Bi libres de óxidos con periodicidades promedio de ΛLIP SS = 1021 ±6 nm y una dispersión en el ángulo de orientación de las LIPSS (DLOA, por sus siglas en inglés ”The Dispersion of the LIPSS Orientation Angle”) de DLOA = 41 ±8◦. El análisis con las LIPSS en Bi demuestra que su orientación es perpendicular respecto al campo eléctrico incidente, y que los mejores parámetros para la formación de estas LIPSS son Fp = 16.8 mJ/cm 2 y N = 200. Por otro lado, los resultados experimentales en Ti demuestran que posible generar LIPSS de Ti y TiO 2 con orientación perpendicular o paralela respecto al campo eléctrico incidente, utilizando diferentes parámetros de irradiación: fluencia y número de pulsos. Se muestra el efecto del número de pulsos con respecto a la orientación de las LIPSS en TiO 2 .
dc.descriptionIn this thesis, we present an experimental study of laser-induced periodic surface structures (LIPSS) generation on Bismuth (Bi) and Titanium (Ti) thin films under ablation threshold. The metal processing was carried out in ambient air conditions at normal incident by linearly polarized femtosecond (fs) laser pulses (λ = 1030 nm, τ = 270 fs). By accomplishing spot sizes of ∼ µm by means a focusing lens, a single-spot laser irradiation technique was used. Along this work, we demonstrate the influence of LIPSS formation with the irradiation parameters, such as: number of pulses, fluence and incidence polarization. The analysis of LIPSS characteristics were accomplished by optical microscopy, scanning electron microscopy and micro-Raman spectroscopy. The experimental results reveal the possibility to generate free oxide Bi-LIPSS with ΛLIP SS = 1021 ±6 nm y DLOA = 41 ±8 ◦. Bi-LIPSS are observed perpendicular to the polarization and were classified as low-spatial-frequency-LIPSS (LSFL). An optimal parameters of Fp = 16.8 mJ/cm 2 y N = 200 was found to generate Bi-LIPSS. Moreover, results on Titanium thin films prove the formation of Ti and TiO 2 LIPSS with orientation perpendicular or parallel to the polarization. We show that dependence of Ti-LIPSS and TiO 2 -LIPSS is based on the irradiation parameters: fluence and number of pulses. The role of the number of pulses with the orientation change of the TiO 2 is investigated.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.publisherCICESE
dc.relationcitation:Wong Gutiérrez, A. 2019. Optimización del proceso de generación de LIPSS en metales con pulsos ultra-cortos. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 102 pp.
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/Autor/láser de femtosegundos, estructuras de superficie periódica inducidas por láser (LIPSS), LIPSS de baja periodicidad (LSFL), LIPSS de alta periodicidad (HSFL), plasmón polariton de superficie (SPP), Titanio, Bismuto
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/Autor/femtosecond laser, laser-induced periodic surface structures (LIPSS), low-spacial- frequency LIPSS (LSFL), high-spacial-frequency (HSFL), surface plasmon polariton (SPP), Titanium, Bismuth
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/7
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/33
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/3399
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/339999
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/339999
dc.titleOptimización del proceso de generación de LIPSS en metales con pulsos ultra-cortos
dc.titleOptimization of the LIPSS generation process on metals by ultrashort pulses
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesis


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