Z-scan methods for ultrashort pulsed laser microprocessing of transparent materials
- Autores: Francesc Caballero Lucas
- Directores de la Tesis: Pedro Serra Coromina (dir. tes.), Juan Marcos Fernández Pradas (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Valentina Dinica (presid.), Martí Duocastella Solà (secret.), Esther Rebollar González (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Nanociencias por la Universidad de Barcelona
- Materias:
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- Resumen
La utilización de láseres ultracortos ha recibido recientemente atención debido al reconocimiento con el Premio Nobel en Física del año 2018 a la técnica que permite su generación. Sus áreas de aplicación todavía no han sido exploradas totalmente, pero sus posibilidades para acceder al mundo microscópico se consideran prometedoras. Siguiendo este espíritu, el objetivo de esta tesis es proponer e implementar soluciones viables a los desafíos de la microfabricación de materiales mediante pulsos láser ultracortos, específicamente la ablación con láser de polímeros transparentes con resoluciones espaciales que transciendan las limitaciones de definición asociadas a la difracción de la luz.
Introducción y objetivos: Este capítulo describe las técnicas de microfabricación más significativas centrándose en los métodos láser. Debido al papel clave desempeñado del láser en esta tesis, se hace una descripción breve de la interacción entre la radiación láser y la materia. Los objetivos planteados completan este primer capítulo.
Experimental: En este apartado se presenta una descripción de los montajes experimentales con sistemas láser de duración ultracorta, los métodos y los materiales usados durante las pruebas que conforman la investigación y que sirven de base para la presentación del método de enfoque z-scan.
Método de enfoque z-scan: Los resultados obtenidos con la técnica propuesta de enfoque mediante z-scan son presentados aquí. El tema central es el desarrollo y caracterización de esta técnica como método para la ablación superficial de materiales transparentes con pulsos láser ultracortos. La implementación exitosa de la ablación superficial de polimetilmetacrilato (PMMA) con elevada resolución espacial demuestra la viabilidad de la estrategia propuesta para enfocar de forma precisa un haz láser en la superficie de materiales transparentes.
Aplicaciones para el microprocesamiento con láser de materiales: La implementación de la técnica desarrollada para enfocar mediante z-scan se pudo trasladarse al microprocesamiento de materiales con láser en diversas aplicaciones como la irradiación de polímeros biodegradables para la producción de agujeros profundos en poliácido láctico (PLA), su influencia sobre la biodegradabilidad del ácido poliláctico-co-glicólico (PLGA), la perforación de fugas en bolsas de polipropileno médico y la fabricación de guías de microfluídica para la impresión de líneas conductoras.
Conclusiones: El último capítulo resume los resultados más relevantes y los principales logros.
