L'ablation des polymères par irradiation laser excimère : le processus physique et la structure du polymère

Résumé
L'ablation des polymères est un phénomène mis en oeuvre en irradiant ces matériaux avec une pulsation de lumière produite par une source laser excimère. Ce phénomène se manifeste par une émission de matière à partir d'un seuil de densité d'énergie superficielle ou fluence. Au-delà de ce seuil, la quantité de matière émise par pulsation croît d'abord linéairement avec la fluence, puis tend à se stabiliser à une valeur maximum. Ces caractéristiques sont ici mises en évidence pour trois polymères choisis pour, d'une part leur parenté structurelle et d'autre-part, leur tenue élevée en température : le polyéthersulfone PES, le polyéthylèneteréphtalate PET et le polysulfure de phénylène PPS. L'analyse qui est ici proposée de ces caractéristiques met l'accent sur deux aspects importants, à savoir le sens physique du seuil d'émission et la dynamique même de l'émission. On montre en particulier qu'en tenant compte de la pénétration du rayonnement, la valeur du seuil (en J/cm³) est directement proportionnée à la taille du monomère, marquant ainsi la limite de stabilité morphologique de la chaîne polymérique en regard d'un apport d'énergie lumineuse.