Interaction faisceau laser de forte puissance - matériau polymère

(Reçu le 20 septembre 1990, révisé le 9 avril 1991, accepté le 24 mai 1991)

Abstract
Infra-red Laser beam treatment of a semi-crystalline polymer leads to physical transformations of the material. The case of a PET film is considered. In the first part, a numerical method for the calculation of temperature distribution versus time and space in a material exposed to a high power laser beam is presented. It is shown that among parameters intrinsic to the material or related to the Laser beam, absorbance coefficient, power density and interaction time take the greatest part in raising temperature gradient within the sample. In the case of semi-crystalline polymer, the proposed method is shown to induce surface amorphisation under high power density and short interaction time conditions. In the second part, various techniques for the measurement of this amorphous layer thickness are presented and it is shown that theoretical calculations and experimental results are in good agreement.

Résumé
Nous présentons dans une première partie une méthode numérique pour calculer la répartition spatio-temporelle de température dans un matériau soumis à un rayonnement Laser de forte puissance. Nous montrons que parmi les paramètres intrinsèques à l'échantillon ou liés au faisceau, le coefficient d'absorption, la densité de puissance et le temps d'interaction jouent un rôle essentiel dans l'établissement du gradient de température. Appliqué au cas d'un polymère semi-cristallin (film de poly(éthylène téréphtalate)), le calcul proposé montre que sous certaines conditions (forte densité d'énergie et temps d'interaction court) les traitements conduisent à une situation rendant possible une amorphisation superficielle. Dans une deuxième partie, différentes techniques permettant d'apprécier l'épaisseur de la couche amorphisée sont présentées. Un bon accord est obtenu entre les estimations théoriques développées en partie 1 et les résultats expérimentaux présentés en partie 2.