La interacción de estos pulsos ultracortos e intensos con distintos materiales ha sido objeto de numerosos estudios en los últimos años. En particular, la ablación ultrarrápida con pulsos de femtosegundos, proceso altamente no lineal, se ha convertido en una herramienta de gran importancia por las múltiples aplicaciones que tiene en el procesado de materiales: debido a la duración temporal tan corta de la interacción de la materia con la radiación, el material de la zona irradiada es eliminado (ablación) sin que dé tiempo a que se produzcan efectos térmicos apreciables, que tienen lugar en una escala de tiempos mucho mayor (10-100 ps). Esto permite el procesado del material con gran precisión (micras), sin producir transformaciones de fase apreciables en el material, y con mínimos daños en las zonas próximas al área irradiada. Para que el proceso de ablación tenga lugar, es necesario que la fluencia del pulso láser supere un determinado valor umbral que depende del tipo de material y del láser.
Aunque el mecanismo de ablación ultrarrápida es muy complejo y está todavía lejos de ser bien entendido, en el caso de dieléctricos lo podemos resumir de la siguiente forma. Debido a la elevada intensidad del pulso, el medio absorbe energía del campo por medio de procesos no lineales de ionización de campo fuerte: ionización multifotónica, ionización por efecto túnel y supresión de barrera. Procesos de tipo avalancha dan lugar al crecimiento subsiguiente de la densidad de electrones. Una vez que la interacción del material con el láser ha terminado (femtosegundos), procesos como la explosión de Coulomb o la explosión de fase hacen que se eyecte el material de la zona irradiada.
En esta línea de trabajo, nos preocupamos fundamentalmente de realizar estudios del proceso de ablación utilizando técnicas de shadowgraphy o LIBS (laser-induced breakdown spectroscopy), y de ampliar el abanico de aplicaciones de los procesos de ablación y modificación con láseres de pulsos ultracortos.
En esta línea de trabajo, nuestros objetivos principales actualmente son los siguientes:
- Nanoestructurado superficial de materiales biocompatibles
- Interacción de láseres ultracortos con materiales biológicos: cirugía subcelular
PUBLICACIONES
- J. Lamela, D. Jaque, A. Rodenas, F. Jaque, G.A. Torchia, J.R. Vázquez de Aldana, C. Mendez, y L. Roso, “Near-field-optical-microscopy studies of micro-modifications caused by femtosecond laser irradiatin in lithium niobate crystals”, Applied Physics A: Materials Science and Processing 93, 177-181 (2008)
- J. Arellano, J.R. Vázquez de Aldana, C. Méndez, S. González-Pérez, P. Moreno, y L. Roso, “Femtosecond laser disruption of filamentous cyanobacteria unveils dissimilar cellular stability between heterocysts and vegetative”, Photochemistry and Photobiology 84, 1576-1582 (2008)
- Ródenas, J. Lamela, D. Jaque, GA. Torchia, C. Méndez, J.R. Vázquez de Aldana y L. Roso, “Damage channeling in femtosecond laser micro-structured SBN crystals”, Applied Surface Science 255, 3132-3136 (2008)
- M. Oujja, A. García, C. Romero, J.R. Vázquez de Aldana, P. Moreno, and M. Castillejo, “UV laser removal of varnish on tempera paints with nanosecond and femtosecond pulses”, Physical Chemistry Chemical Physics 13, 4625 (2011).
- E. Gualda, J. R. Vázquez de Aldana, M.C. Martínez-García, P. Moreno, J. Hernández-Toro, L. Roso, P. Artal, and J. Bueno, “Femtosecond infrared intrastromal ablation and backscattering-mode adaptive-optics multiphoton microscopy in chicken corneas“, Biomed. Opt. Express 2, 2950 (2011).
- E. Rebollar, J.R. Vázquez de Aldana, J.A. Pérez-Hernández, T.A. Ezquerra, P. Moreno and M. Castillejo, “UV and IR femtosecond laser induced periodic surface structures on thin polymer films” Appl. Phys. Lett. 100, 041106 (2012)
- E. Rebollar et al. “Assessment of femtosecond laser induced periodic surface structures on polymer film” PCCP 15, 11287 (2013)
