Fluorescence et processus photochimiques induits par une source cohérente pulsée VUV à 10 eV : application à l'étude de la gravure de polymères organiques : PMMA et PTFE

Fluorescence and photochemicals processes induced by a vuv coherent pulsed source at 10 ev. Application to the study of organic polymers ablation : pmma and ptfe

• Auteur / Autrice : Riedel, Damien
• Direction : Marie-Claude Castex
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 13

Résumé

Le but de ce travail est multiple : il correspond tout d'abord a la modelisation d'une source coherente vuv a 10 ev realisee par melange non lineaire a quatre ondes dans une vapeur de mercure a temperature ambiante dans le cas de faisceaux pompes non paraxiaux. Les processus somme 2w#1 + w#2 amplifies par resonance a deux photons (6s#1s#0 7s#1s#0) ou trois photons (6s#1s#0 9p#1p#1) sont etudies, lors de simulations numeriques, pour differents angles de croisements entre les faisceaux pompes et differentes polarisations, ainsi que pour le cas particulier de la resonance a deux photons (parametre d'accord de phase). Cette transition etant rapidement saturee dans nos conditions experimentales, nous avons montre qu'il est important de prendre en compte la proportion d'atomes dans l'etat 7s#1s#0 afin d'obtenir des valeurs negatives de ce parametre (conditions d'accord de phase). Les qualites de la source vuv obtenues a l'aide d'un laser accordable a colorant ou d'un opo (oscillateur parametrique optique) sont comparees. A la suite d'une caracterisation rigoureuse de cette source (energie par impulsion, duree d'impulsion, taille du spot, transmission des optiques utilisees, etalonnage des appareils de mesure d'intensite), nous avons mesure les constantes d'ablation du pmma ou poly(methylemethacrylate) (plexiglas) et du ptfe ou poly(tetrafluoroethylene) (teflon). Outre une tres grande qualite de gravure, elles revelent un fort couplage laser matiere et un seuil de densite d'energie faible traduisant des processus photochimiques preponderants. La creation d'un montage experimental ameliorant considerablement la separation des faisceaux pompes (uv et visible) du faisceau harmonique vuv nous a permis de realiser l'etude de la luminescence du pmma lors d'excitation uv et vuv : la mise en evidence du chromophore excite (groupement carbonyle -o-c=o) lors d'irradiations a faible densite d'energie, et la presence de fragments (ch et c#2) pour des irradiations a plus forte densite d'energie sont autant d'informations nous permettant de conclure et de discuter un schema general traduisant les processus de degradation de ce materiau a 10 ev.