Modeling of electron and lattice temperature distribution Modeling of electron and lattice temperature distribution

Other Title(s)

نمذجة توسيع درجة حرارة الإلكترونات و الشبكة خلال فترة تكون غيمة البلازما

Author

al-Tai, Ali Hamzah Ulwan

Source

Journal of Engineering

Issue

Vol. 20, Issue 6 (30 Jun. 2014), pp.46-62, 17 p.

Publisher

University of Baghdad College of Engineering

Publication Date

2014-06-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

17

Main Subjects

Physics
Electronic engineering

Topics

Abstract AR

عند استخدام نبضات الليزر القصيرة (أقل من 10-12 Sec.), في حركية التذرية تظهر خصائص لا يمكن وصفها في سياق النماذج الحرارية التقليدية.

لذا فإن تشغيل المعادن الميكانيكي (بمقاييس مايكروية) يتم إنجازه بتذرية المواد بدعم نبضات الليزر فائقة القصر (أقل من بيكو ثانية).

في البحث الحالي تم مناقشة الآليات الفيزيائية و النماذج النظرية للتذرية بواسطة المصادر الليزرية المنبضة.

الظواهر النموذجية المرافقة تعتبر نوعية و تم بحثها بطرق كمية.

لعدد من المواد, النتائج ذات الصلة بحركية التذرية تم عرضها و مقارنتها مع البيانات التجريبية المنشورة سابقا و أظهرت توافق جيد.

التذرية بواسطة المصادر الليزرية المنبضة فائقة القصر تمت دراستها باستخدام نموذج ثنائي درجة الحرارة و كان التحليل كمي.

لبيان الظواهر غير المتوازنة و الانتقالية لخليط "غاز الإلكترونات – الأيون" بسبب الإشعاع الساقط من مصادر ليزرية منبضة فائقة القصر قد تم اقتراح استخدام النموذج ثنائي درجة الحرارة.

بعض الخواص يصعب قياسها بشكل مباشر.

لذا فإن دراسة آلية عمل التذرية بواسطة المصادر الليزرية المنبضة قد تم إنجازها بمراعاة الاعتبارات النظرية غير المباشرة التي تم الحصول عليها من تجارب عملية سابقة.

الحسابات النظرية باستخدام نموذج ثنائي درجة الحرارة بينت أن درجة حرارة الإلكترونات تزداد بشكل سريع و مفرط و تصل لأقصى قيمة عند نهاية نبضة الليزر عند استخدام النحاس أو النيكل كمعدن هدف.

تزداد درجة حرارة الشبكة في نهاية زمن نبضة الليزر, و تستمر بالتنامي بعد انتهاء النبضة.

قيمة درجة حرارة الشبكة دائما أقل من درجة حرارة الإلكترونات.

ضعف الترابط بين الإلكترونات و الشبكة يؤدي إلى انخفاض معدل التذرية خلال زمن نبضة الليزر.

Abstract EN

When employing shorter (sub picosecond) laser pulses, in ablation kinetics the features appear which can no longer be described in the context of the conventional thermal model.

Meanwhile, the ablation of materials with the aid of ultra-short (sub picosecond) laser pulses is applied for micromechanical processing.

Physical mechanisms and theoretical models of laser ablation are discussed.

Typical associated phenomena are qualitatively regarded and methods for studying them quantitatively are considered.

Calculated results relevant to ablation kinetics for a number of substances are presented and compared with experimental data.

Ultra short laser ablation with two-temperature model was quantitatively investigated.

A two-temperature model for the description of transition phenomena in a non-equilibrium electron gas and a lattice under picosecond laser irradiation is proposed.

Some characteristics are hard to measure directly at all.

That is why the analysis of physical mechanisms involved in the ablation process by ultra-short laser pulses has to be performed on the basis of a theoretical consideration of `indirect' experimental data.

For Copper and Nickel metal targets, the two-temperature model calculations explain that the temperature of the electron subsystem increased suddenly and approached a peak value at the end of laser pulse.

In addition, the temperature profile of lattice temperature subsystem evolution slowly, and still increasing after the end of laser pulse.

A good agreement prevails when a comparison between the present results and published results.

American Psychological Association (APA)

al-Tai, Ali Hamzah Ulwan. 2014. Modeling of electron and lattice temperature distribution Modeling of electron and lattice temperature distribution. Journal of Engineering،Vol. 20, no. 6, pp.46-62.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-377248

Modern Language Association (MLA)

al-Tai, Ali Hamzah Ulwan. Modeling of electron and lattice temperature distribution Modeling of electron and lattice temperature distribution. Journal of Engineering Vol. 20, no. 6 (Jun. 2014), pp.46-62.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-377248

American Medical Association (AMA)

al-Tai, Ali Hamzah Ulwan. Modeling of electron and lattice temperature distribution Modeling of electron and lattice temperature distribution. Journal of Engineering. 2014. Vol. 20, no. 6, pp.46-62.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-377248

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

يتضمن مراجع ببليوجرافية : ص. 61-62

Record ID

BIM-377248