Investigação de ablação a laser no regime de femtossegundo em materiais homogêneos e estruturados

• Autor(a) principal: Nicolodelli, Gustavo
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-25052011-162657/
• topic: Ablação; Ablation; Femtosecond; Femtossegundos; Homogeneous materials; Materiais estruturados; Materiais homogêneos; Structured materials

Embora a ablação a laser venha sendo bastante utilizada em materiais em geral, pouco é entendido sobre o comportamento deste processo perto de uma interface separando dois materiais distintos. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho foi realizar um estudo macroscópico e microscópico dos processos que envolvem a ablação a laser em regime de femtossegundos em materiais homogêneos e estruturados. No caso de materiais estruturados, o estudo focou-se em uma situação de interface, na qual ocorrem mudanças nas propriedades de ablação. Baseado nos resultados, nós pretendemos obter subsídios científicos para entender as aplicações da ablação em regime de pulsos ultracurtos para estruturas estratificadas, tais como de dentes, ossos, interface resina-dente, dente-metal, e outras. Diferentes técnicas experimentais foram idealizadas para determinar a progressão da ablação dentro do material e obter dados extraídos da superfície. Utilizando luz espalhada de uma fonte externa, o processo de ablação foi temporalmente monitorado, permitindo determinar a velocidade de ablação em materiais transparentes, assim como perfis típicos de ablação nestes materiais. Em um segundo experimento, nosso estudo permitiu quantificar a variação da geometria de ablação perto de uma interface separando dois materiais distintos. Nossos dados foram suficientes para prever a ocorrência de uma descontinuidade no perfil da ablação entre dois meios: resina A e resina B, mostrando uma repentina descontinuidade do diâmetro da cavidade ablacionada. Adicionalmente, foi realizada uma análise dos aspectos morfológicos de diferentes tecidos biológicos irradiados e nosso estudo mostrou a eficiência da ablação utilizando laser de femtossegundos no processamento de tecidos duros e a possibilidade de utilizar esses sistemas sem causar danos térmicos e mecânicos nos tecidos remanescentes. Finalmente nós aplicamos a microperfuração a laser para produzir micro-poros na superfície de tecidos biológicos (fígados), melhorando a penetração do medicamento ALA e a aumentando a profundidade de tratamento.