Mecanismos y aplicaciones de la ablación láser de polímeros dopados

Resumen

La influencia del peso molecular (PM) en los mecanismos que operan en la ablación láser de polímeros ha sido escasamente considerada a pesar de que este parámetro determina muchas de las propiedades de estos substratos tales como las temperaturas de transición, la viscosidad o las propiedades mecánicas. En este trabajo se presentan los resultados de un estudio destinado a elucidar el efecto del tamaño de la cadena polimérica en la ablación con láser de excímero a 248 nm de dos polímeros, polimetilmetacrilato, PMMA (1.9, 2.5, 120 and 996 kDa) y poliestireno, PS (15.1, 280 y 532 kDa) dopados con los compuestos de fotoquímica bien conocida yodonaftaleno(Napl) y yodofenantreno (Phenl). Con este fin se examinaron los procesos inducidos en el substrato tras la ablación y las propiedades de la pluma de ablación de películas de los mencionados polímeros dopados utilizando un conjunto de técnicas espectroscópias y analíticas. Para el seguimiento de los procesos inducidos en las películas tras la ablación se utilizó un esquema de bombeo y prueba en el que se detecta la formación de fotoproductos mediante fluorescencia inducida por láser (FIL). Las modificaciones químicas inducidas en el substrato se estudiaron asimismo mediante espectroscopía micro-Raman. Los cambios morfológicos inducidos por irradiación láser se examinaron mediante microscopía óptica. Para investigar la escala de tiempos en la que ocurren estos cambios, se midió en tiempo real la transmisión por el substrato y por la pluma de ablación de un láser de prueba continuo de HeNe. La distribución translacional de los productos ArH en la pluma de ablación se midió en vacío mediante FIL empleando el cuarto armónico de un láser de Nd:YAG como láser de prueba. Los resultados obtenidos ilustran el profundo efecto del PM y del coeficiente de absorción del polímero sobre el proceso de ablación. En el polímero de mayor PM se obtiene mayor rendimiento y velocidad de formaci