Numerical study for advancements in laser ablation of metals by pulse temporal shaping

Ultrafast lasers have gained increasing attention over the last decades due to their incredible properties suitable for multiple applications but a comprehensive knowledge on the topic still requires further investigations. For this reason, in this work, was developed a MATLAB two temperature model to numerically investigate the effects of pulse shaping on the Cu and Al targets irradiated. It was found that based on the electron relaxation time, characteristic of the target material, the pulse duration has different effects on the target. This effect is also seen to play a crucial role on the on the effects related to multiple pulse irradiation. Furthermore, it was observed, by varying the intrapulse delay, that does exist an optimum condition for maximizing the energy coupling between the impinging laser pulses and the irradiated target.

I laser ultraveloci hanno attirato sempre più attenzione negli ultimi decenni grazie alle loro incredibili proprietà, adatte a molteplici applicazioni, ma una conoscenza completa dell'argomento richiede ancora ulteriori approfondimenti. Per questo motivo, in questo lavoro è stato sviluppato un modello a due temperature in MATLAB per studiare numericamente gli effetti della modellazione dell’impulso sui bersagli di Cu e Al irradiati. È stato riscontrato che, in base al tempo di rilassamento degli elettroni, caratteristico del materiale del target, la durata dell'impulso ha effetti diversi sul bersaglio. Questo effetto gioca anche un ruolo cruciale sugli effetti legati all'irraggiamento con impulsi multipli. Inoltre, è stato osservato che, variando il ritardo tra gli impulsi, esiste una condizione ottimale per massimizzare l'accoppiamento energetico tra l’impulso incidente e il bersaglio irradiato.