Study of ruby laser beam interaction with glass

Abstract

This paper presents the results of the ruby laser light interaction with glass surface. The investigation was conducted in order to determine the maximum density of laser light energy (λ = 694.3 nm, t = 30ns) that can be safely applied in different laser systems used in nondestructive testing methods (NDT). The process of irradiation took place in atmospheric conditions. The results show that interaction of laser beams with glass materials is a complex phenomenon. It depends on many factors and it is associated with localized formation of plasma, heating of the material that leads to melting and transient stresses causing mechanical damages. The zones of laser light interactions were investigated by scanning electron microscope (SEM) with energy-dispersal unit for the analysis of X-ray (EDX). The results obtained by SEM and EDX analysis show that the maximum allowable energy density is 5 J/cm2 for ruby laser light.

У овом раду је приказан део резултата истраживања која се односе на проучавање интеракције светлости рубинског ласера и површине стакла. Циљ испитивања је одређивање максималне густине енергије ласерске светлости (λ = 694.3 nm, t = 30ns), која може безбедно да се користи у различитим ласерским системима за испитивање без разарања (ИБР). Озрачавање стаклених узорака је вршено у атмосферским условима. Резултати показују да је интеракција ласерске светлости са стаклом веома комплексан феномен. Резултати интеракције зависе од више фактора и повезани су са формирањем локалне плазме и грејањем материјала које доводи до топљења и напрезања што причињава механичка оштећења. Зоне интеракције ласерске светлости са површином стакла су испитивани скенирајућим електронским микроскопом (SEM) и енергодисперзивним детектором рендгенских зрака (EDX). Резултати добијени SEM и EDX анализом показују да је DE = 5·J/cm2 максимално дозвољена енергија за безбедан рад оптичких система који користе рубински ласер.