اثر پدیدۀ مگی- ریگی- لدوک روی موج صوتی ترموالاستیک و موج گرمایی ایجادشده با پالس لیزر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

 در این مقاله به مطالعۀ  اثر میدان مگنتواستاتیک بر انتشار امواج صوتی ترموالاستیک و موج گرمایی ایجادشده با تابش لیزر روی فلز خواهیم پرداخت. مکانیزم مشترک در تمام برهم­کنش­های پالس لیزر با فلزات، ایجاد موج صوتی ترموالاستیک و موج گرمایی است. در پالس­های با انرژی‌های زیاد، امکان وقوع فرایندهای مخرب نیز وجود دارد. بر اساس پدیدۀ  مگی-ریگی- لدوک، وجود میدان مغناطیسی استاتیک عمود بر صفحۀ  برهم­کنش، می‌تواند انتشار موج گرمایی ایجادشده در همۀ فرایندها را تا حدودی محدود سازد. فرایند فیزیکی به دام افتادن گرما و آزمایش تجربی این فرایند در این مقاله موردبررسی قرار گرفته است. حداکثر کاهش انتشار جبهۀ  موج گرمایی ایجادشده در شبیه‌سازی و در حضور میدان 1 تسلا به میزان 1±18 درصد به دست آمد. در تصویر گرمایی گرفته‌شده از محل برهم­کنش، این کاهش به میزان 1/1±5/4 درصد مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Maggi-Righi-Leduc phenomena on thermo-elastic acoustic wave and thermal wave generated by laser pulse

نویسنده [English]

  • Abdorreza Asrar
Malek Ashtar university of technology/ Shiraz/ Iran.
چکیده [English]

In this paper we will study the effect of magneto static field on propagation of sound wavegenerated in metal by pulsed laser in thermo elastic regime . Almost the common mechanism in all interactions of laser pulse and metal is the thermo elastic mechanism mechanism. Ablation regime can occur and is possible in higher laser pulse energy. According to the effect of Maggi Righi Leduce phenomena, presence of magnetio static field normal to the surface of interaction of laser pulse and metal can almost trap the propagation of thermal wave in thermo elastic regime. The physical mechanism of this trapping and experimental results of this mechanism have investigated in this paper. We obtained maximum reduction in 2 D thermo elastic wave propagation around 18 ± 1 % in simulation and at presence of 1 tesla B field and qualitativelywe obtained 4.5 ± 1.1 % reduction of the width of thermal image in experiment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Maggi Righi Leduc phenomena
  • Thermal image
  • Thermoelastic wave
  • Thermal wave

[1] Patel CK, Tam AC. Pulsed optoacoustic spectroscopy of condensed matter. Reviews of Modern Physics. 1981 Jul 1;53(3):517.

[2] Akhmanov SA, Gusev VE, Karabutov AA. Pulsed laser optoacoustics: Achievements and perspective. Infrared Physics. 1989 May 1;29(2-4):815-38.

 [3] Akhmanov SA, Gusev VÉ. Laser excitation of ultrashort acoustic pulses: New possibilities in solid-state spectroscopy, diagnostics of fast processes, and nonlinear acoustics. Physics-Uspekhi. 1992;35(3):153-91.

[4] Gauster WB, Habing DH. Electronic volume effect in silicon. Physical Review Letters. 1967 Jun 12;18(24):1058.

[5] Pidgeon CR, Wherrett BS, Johnston AM, Dempsey J, Miller A. Two-photon absorption in zinc-blende semiconductors. Physical Review Letters. 1979 Jun 25;42(26):1785.

[6] Thomsen C, Strait J, Vardeny Z, Maris HJ, Tauc J, Hauser JJ. Coherent phonon generation and detection by picosecond light pulses. Physical Review Letters. 1984 Sep 3;53(10):989.

[7]Tom HW, Aumiller GD, Brito-Cruz CH. Time-resolved study of laser-induced disorder of Si

surfaces. Physical review letters. 1988 Apr 4;60(14):1438.

[8] Murnane MM, Kapteyn HC, Falcone RW. High-density plasmas produced by ultrafast laser pulses. Physical review letters. 1989 Jan 9;62(2):155.

[9] Ruello P, Gusev VE. Physical mechanisms of coherent acoustic phonons generation by ultrafast laser action. Ultrasonics. 2015 Feb 1;56:21-35.

[10] Tam AC. Applications of photoacoustic sensing techniques. Reviews of Modern Physics. 1986 Apr 1;58(2):381.

[11] Gusev VE, Karabutov AA. Laser optoacoustics. New York: American Institute of Physics, 1993.

[12] Akhmanov SA, Gusev VÉ. Laser excitation of ultrashort acoustic pulses: New possibilities in solid-state spectroscopy, diagnostics of fast processes, and nonlinear acoustics. Physics-Uspekhi. 1992;35(3):153-91.

[13]-  Lalena JN, Cleary DA. Principle of inorganic material design. USA: John Wiley and sons; 2010.

[14] Scruby CB, Drain LE. Laser Ultrasonics: Techniques and Applications. CRC Press; 1990

[15] Strohm C, Rikken GL, Wyder P. Phenomenological evidence for the phonon Hall effect. Physical review letters. 2005 Oct 4;95(15):155901.

[16] Blom FA, Burg JW. Some thermomagnetic transport effects of Cd3P2. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1977 Jan 1;38(1):19-25.

[17] Armitage D, Goldsmid HJ. The thermal conductivity of cadmium arsenide. Journal of Physics C: Solid State Physics. 1969 Nov;2(11):2138.