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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/460| Procesamiento de cerámicas con láseres pulsados Processing of ceramics using pulsed lasers | |
| Gabriel Roberto Castillo Vega | |
| SANTIAGO CAMACHO LOPEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Cerámicas transparentes,Escritura láser de guías de onda,Procesado láser ultra-rápido | |
| Se ha demostrado que los materiales policristalinos como las cerámicas poseen características deseables en diversas aplicaciones tecnológicas como lo son alta dureza, puntos de fusión elevados y gran estabilidad química lo que los hace materiales de elección para ambientes exigentes. En este trabajo se presenta un estudio de microprocesado láser de la cerámica YSZ (Yttria Stabilized Zirconia) con composición ZrO2-8 mol. % Y2O3. Esta cerámica posee propiedades como tamaño de grano y porosidad menores a 50nm, siendo esto de menor tamaño que la longitud de onda de la luz visible (libre de esparcimiento), lo que permite tener un material translucido. Esta cerámica se obtuvo mediante la técnica de sinterizado spark plasma sintering (SPS). Para este estudio se utilizaron muestras con distinto tiempo de recocido. La caracterización óptica de las cerámicas muestra que las propiedades ópticas de éstas presentan una gran dependencia con el tiempo de recocido. Se estudió el cambio de índice de refracción inducido por irradiación láser pulsada de femtosegundos en la cerámica YSZ. La caracterización post-irradiación de las regiones en la muestra sometidas a procesamiento láser consistió en microscopía electrónica de barrido (MEB), microscopía óptica y microscopía de contraste de fase. Los resultados de microscopía electrónica de barrido y contraste de fase muestran que es factible realizar estructuras tipo guía de onda en la cerámica YSZ, mediante uno o múltiples barridos a una fluencia láser por debajo del umbral de ablación. Se reporta también por primera vez un estudio sobre las propiedades ópticas no lineales de la cerámica YSZ. Encontrándose un valor para el coeficiente de absorción no lineal β del orden de 10^2 cm/GW y 10^-12 cm^2/GW para el índice de refracción no lineal n^2. It has been demonstrated that polycrystalline materials like ceramics own desirable characteristics such as high hardness, high melting points and chemical stability, features that make them materials of choice in demanding environments for different technological applications. In this work, is presented a study of laser microprocessing of the Yttria Stabilized Zirconia (YSZ) ceramic whose composition is ZrO2-8 mol. % Y2O3. This ceramic possesses properties like grain size and porosity (< 50nm) being much smaller than the wavelength of visible light, allowing minimal interaction with light (scattering free) producing a translucent material. This ceramic was obtained by the spark plasma sintering (SPS) technique. Samples with different annealing time were used for this study. The characterization of the ceramic shows that its optical properties are highly dependent on the annealing time. The laser-induced refractive index change by femtosecond pulsed laser irradiation was studied in the YSZ ceramic. The postirradiation characterization of the laser-processed regions in the sample was carried out by scanning electron microscopy (SEM), optical and phase contrast microscopy. The results of the electron scanning microscopy and phase contrast microscopy show that it is feasible to fabricate waveguide-like structures in the YSZ ceramic, by means of single or multiple laser scanning of the samples using per pulse fluence below the ablation threshold. The non linear optical properties of the ceramic YSZ are reported for the first time. A value about 10^2 cm/GW for the non linear absorption coefficient β and 10^-12 cm^2/GW for the non linear refraction index n^2. | |
| CICESE | |
| 2011 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Castillo Vega, G.R.2011.Procesamiento de cerámicas con láseres pulsados.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 98 pp | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 186721.pdf | Versión completa de la tesis | 5.57 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |