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coloration laser



  1. #1
    Djoule

    coloration laser


    ------

    Slt j aurais voulu aimer connaitre la raison du noircissement lorqu'on grave à peu près tt les métaux au laser(YAG) du style quelle réaction il se produit voila merci.
    ++

    -----

  2. #2
    Rodeon

    Re : coloration laser

    Citation Envoyé par Djoule
    Slt j aurais voulu aimer connaitre la raison du noircissement lorqu'on grave à peu près tt les métaux au laser(YAG) du style quelle réaction il se produit voila merci.
    ++
    Le Laser chauffe le matériau en question a une température élevée, et je pense, mais je ne suis pas sûr, que ca doit être du carbone qui se dépose à la surface. Comme quand tu place une feuille de papier derinière un loupe, avec le soleil, ta feuille noircie puis s'enflamme
    "Le monde apparaît tellement différent quand on sait!" (R. Feynman)

  3. #3
    Djoule

    Re : coloration laser

    ué jy ai déja penser mais dans le cas de ta loupe le noir sera en fait le reste d'une pyrolise du papier ou tt au moin le carbone viendrait de la cellulose du papier mais qu'advient il de la couleur noir pour un aluminium ou autre alliage de cuivre par ex après une gravure au laser?merci kan meme pr ta réponse.

  4. #4
    Rodeon

    Re : coloration laser

    Citation Envoyé par Djoule
    ué jy ai déja penser mais dans le cas de ta loupe le noir sera en fait le reste d'une pyrolise du papier ou tt au moin le carbone viendrait de la cellulose du papier mais qu'advient il de la couleur noir pour un aluminium ou autre alliage de cuivre par ex après une gravure au laser?merci kan meme pr ta réponse.
    Sur des métaux, cela peut provenir des corps gras et des impuretés qui sont toujours présents à la surface.
    "Le monde apparaît tellement différent quand on sait!" (R. Feynman)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Floris

    Re : coloration laser

    Salut, oui, soit des impureté, ou peut étre d'une oxidation non?
    Cordialement

  7. #6
    Djoule

    Re : coloration laser

    Slt ami nantais
    non je pense pas que ce soit une oxydation car j'ai réussi à colorer un alu au laser YAG mais l'alu s'oxyde en alumine qui est transparent donc je pense que l'oxydation joue en rien dans le phénomène de coloration et en ce qui concerne les impurété ou les corps gras je fais v fr des test dans cette direction bien que je nettoie les échantillons à l'alcool. merci pour ces réponses précieuse.
    Cordialement.

  8. #7
    Rodeon

    Re : coloration laser

    Citation Envoyé par Djoule
    bien que je nettoie les échantillons à l'alcool.
    L'alcool c'est un composé oragnique. Bon c'est volatil mais il peut en rester à la surface des matériaux aprés nettoyage. Donc il y aura combution et dépot noir.
    "Le monde apparaît tellement différent quand on sait!" (R. Feynman)

  9. #8
    Djoule

    Re : coloration laser

    Après pas mal de recherches j'ai appris que la coloration serait due en fait à une différence de marche (Cf optique)!!!
    Le laser produisant des hautes températures celui créerait des couches d'oxydes transparentes de quelques nanomètres et donc la couleurs qui apparait serait juste un phénomène optique. Etant très peu caler en optique quelqu'un pourrait m'expliquer cette différence de marche qui produit des couleurs???
    Merci d'avance
    Cordialement

  10. #9
    Djoule

    Re : coloration laser

    Désolé j'ai oublié de mettre ma source
    Voila voila
    http://www.irepa-laser.com/francais/index.html c'est la lettre N°16
    Merci

  11. #10
    Djoule

    Re : coloration laser

    Décidement je suis pas très doué... le lien marche pas très bien. Il faut donc faire documentation--> lettre de L'IREPA--> lettre N°16
    Désolé

  12. #11
    Djoule

    Re : coloration laser

    Personne pour répondre??
    Tant pis...

  13. #12
    deep_turtle

    Re : coloration laser

    Ben le phénomène de couleurs interférentielles est le suivant : quand tu as une fine couche transparente, la lumière peut pénétrer dedans et faire plein de réflexions internes avant de ressortir. La lumière qui sort après 3 réflexions interne est déphasée par rapport à celle qui en a subi 1, celle qui en a subi 5 est déphasée par rapport à celles-ci, etc... En fait elles sont toutes déphasées les unes par rapport aux autres. L'onde lumineuse totale est la somme de ces lumières déphasées, et pour certaines fréquences seulement il y a des interférences constructives, alors que pour d'autres ces différentes ondes s'annulent (interférences destructives). Du coup, seules certaines fréquences sont effectivement réfléchies.

    Ce phénomène dépend de l'angle avec lequel la lumière arrive sur la fine couche transparente. C'est la raison pour laquelle les flaques d'huile sur l'eau ou les bulles de savon sont colorées, c'est aussi le principe des couches anti-reflet sur les lentilles.
    Dernière modification par deep_turtle ; 01/04/2005 à 11h25. Motif: nombreuses typos, j'enlève mes moufles et je corrige...

  14. #13
    Djoule

    Re : coloration laser

    MErci beaucoup Deep_Turttle
    J'ai pigé le truc en feuilletant quelques sites d'optique (pas toujours très clair mais bon )
    @plouf

  15. #14
    yahou

    Re : coloration laser

    Quelque chose me trouble dans l'explication de Deep Turtle.

    Dans le cas d'un film de savon, il y a de l'air de chaque côté, donc ce qui n'est pas transmis est réfléchi, et vice versa.

    Par contre, dans le cas qui nous intéresse, de l'autre côté de la couche il y a le métal, qui ne peux pas transmettre la lumière, et qui ne l'absorbe pas beaucoup non plus. Alors où est passée l'énergie ? L'existence de la cavité formée par l'oxyde "force"-t-elle l'absorption dans cette couche ? Si oui comment l'interpréter avec les mains ?

  16. #15
    deep_turtle

    Re : coloration laser



    Je ne m'étais même pas posé la question... Alors envoyons une onde purement monochromatique sur la lame transparente, avec bien sûr pile la fréquence qui correspond à des interférences destructives.

    Je dirais que les interférences ne sont destructrices qu'à l'extérieur de la lame, et que du coup la lumière reste piégée à l'intérieur de la lame et se propage indéfiniment le long de cette lame ?

    C'est une réponse à chaud, quelqu'un pour démolir cette idée au bulldozer ?

    PS : si cette interprétation est juste, ça veut dire aussi qu'en incidence normale la lumière s'accumule dans la lame, ça doit vite finir par chauffer là-dedans... Bizarre...

  17. #16
    Coincoin

    Re : coloration laser

    Salut,
    Je serais d'accord avec toi Deep... Et puis, tout milieu est toujours un peu absorbant.
    PS : si cette interprétation est juste, ça veut dire aussi qu'en incidence normale la lumière s'accumule dans la lame, ça doit vite finir par chauffer là-dedans... Bizarre...
    Eclaire un objet noir. L'énergie s'y accumule, donc ça chauffe... Où est le problème ?
    Encore une victoire de Canard !

  18. #17
    deep_turtle

    Re : coloration laser

    Y a pas vraiment de problème. Pour un objet noir je comprends ce qui se passe car par définition ça absorbe. Pour une surface réfléchissant c'est différent puisque là, ça n'absorbe rien... si tu éclaires la lame en continu, l'énergie s'accumule très vite dans cette lame, prends une lampe de 10 W dont tu concentres la lumière sur cette lame, tu rajoutes 10 J par seconde, ça peut finir par faire beaucoup...

  19. #18
    Coincoin

    Re : coloration laser

    Je te rappelle que les couches de diélectriques sont utilisées pour faire des traitements anti-reflets, de très bons miroirs ou des filtres interférentiels...
    Pour un objet noir je comprends ce qui se passe car par définition ça absorbe
    Et bien, la lame apparaîtra comme un objet noir pour cette longueur d'onde. La lame absorbe toujours un peu, ce qui permet d'éliminer l'énergie mais fait aussi en sorte que le coefficient de réflexion n'est pas strictement nul (la lumière ayant fait 1 A/R n'a pas tout à fait la même amplitude que celle en ayant fait 2... et donc les interférences ne sont pas totalement destructives). Pour moi, la lame ne va pas se comporter comme un piège à lumière mais bien comme un milieu absorbant.
    ça peut finir par faire beaucoup...
    Et donc la lame va se comporter comme un matériau noir : elle va chauffer puis rayonner à d'autres longueurs d'onde. Moi, ça ne me choque pas.
    Encore une victoire de Canard !

  20. #19
    deep_turtle

    Re : coloration laser

    la lumière ayant fait 1 A/R n'a pas tout à fait la même amplitude que celle en ayant fait 2... et donc les interférences ne sont pas totalement destructives
    Si si, les interférences peuvent être strictement desctructives même si les amplitudes des ondes qui interfèrent ne sont pas égales. QUand on calcule la transmission d'une lame, on tombe sur la somme des termes d'une série géométrique, dont chacun est plus petit que le précédent par un facteur r2, et ça peut faire exactement zéro...

    Sinon ça me gêne d'invoquer l'absorption : on pourrait imaginer que la lame est faite de vide (le miroir d'un côté, la lame semi-réfléchissante de l'autre), non ?

  21. #20
    Coincoin

    Re : coloration laser

    ça peut faire exactement zéro...
    T'as le calcul sous la main ? Je suis en train d'essayer de réfléchir à l'aide diagrammes de Fresnel, mais la fièvre (qui me permet de passer tranquillement ma journée sur FS) ne m'aide guère...
    Sinon ça me gêne d'invoquer l'absorption : on pourrait imaginer que la lame est faite de vide (le miroir d'un côté, la lame semi-réfléchissante de l'autre), non ?
    Et bien tu auras toujours de l'absorption sur le miroir et dans la lame semi-réflechissante... et si tu les négliges, il ne faut pas s'étonner d'avoir des grandeurs qui divergent et des comportements plus très physiques.
    Encore une victoire de Canard !

  22. #21
    deep_turtle

    Re : coloration laser

    T'as le calcul sous la main ?
    Non mais ça doit se retrouver : la n-ème onde a pour amplitude complexe

    si l est l'épaisser de la lame et t le coef de transmission de la première interfce. On somme tout ça sur n de 1 à l'infini et on trouve

    Argh... ça ne s'annule jamais... J'avais dans la tête le réseau diffractant où on somme sur un nombre fini de termes.

    OK je me rends Coincoin !

  23. #22
    Coincoin

    Re : coloration laser

    Tu as d'autant plus gagné que je me suis un peu vautré dans mon calcul, j'ai compté les réflexions comme des transmissions... Misère...
    Dernière modification par deep_turtle ; 01/04/2005 à 16h45.
    Encore une victoire de Canard !

  24. #23
    Djoule

    Re : coloration laser

    Merci encore pour ses explications!!!
    Donc voila un lien par rapport aux bulles de savons et aux couleurs de la bulle qui changent en fonction de l'épaisseur. Je m'en suis inspiré pour mes calculs.http://www.ujf-grenoble.fr/PHY/AGREG...-LameSavon.pdf
    Sinon j'ai pas tout saisi votre conversation: à chaques impact du rayon incident à l'intérieur de la lama il y a bien de la réflexion ET de la transmission ou seulement un des deux??
    Autre question: Quelle longueur d'ondes choisit t-on lorsq'on a une lumière blanche pour la formule delta= 2necosi???(cf lien) car je cherche les épaisseurs qui me permettent d'obtenir des interférences destructives donc une apparence noir.
    Merci d'avance!!!
    Cordialement

  25. #24
    deep_turtle

    Re : coloration laser

    Tu ne pourras pas obtenir des interférences destructives pour toutes les longueurs d'onde. Pour une épaisseur de lame donnée seule une longueur d'onde est complètement éteinte à un angle donné. C'est pour ça que les lames minces donnent des couleurs (on les appelle couleurs interférentielles), on les voit bien sur les bulles de savon. Si tu veux une apparence noire il vaut mieux chercher du côté de l'absorption à mon avis.

    Bon, en fait il y a aussi un autre moyen, mais je doute qu'il soit facile à mettre en oeuvre : certains matériaux ont des indices optiques négatifs, ce qui leur donne des propriétés de réflexion très particulières : la lumière est réfléchie dans la même direction que celle d'où elle vient !! Du coup, quand l'oeil regarde la surface, la lumière qui lui parvient est celle qui vient... de l'oeil lui-même. Or l'oeil n'émet pas de lumière, si bien que la surface apparait noire... Maintenant, je n'ai jamais vu le phénomène de mes yeux, je sais que ça existe par les bouquins, c'est tout...

  26. #25
    Max

    Re : coloration laser

    Salut,

    un catadioptre suffit a cet effet, car la forme des miroirs en coins permet le renvois de la lumiere d'ou elle vient.

    A+

    Max

  27. #26
    Djoule

    Re : coloration laser

    En fait je cherche pas a reproduire l'apparence noir, je cherche à expliquer pourquoi un métal comme l'acier ou l'aluminium devient noire après un marquage laser dans la cadre de mon stage industriel ( je suis en IUT Science et génie des matériaux ) mais je n'ai toujours pas de réponse satisfaisante malgrès des remarques et des explications fortes intérrésante et pertinentes.
    Merci quand même pour votre participation à la compréhension de ce phénomène.
    Cordialement.

  28. #27
    Max

    Re : coloration laser

    Salut,

    Comme il l'a deja ete dit plus haut, l'acier devient noir a cause d'une oxidation excessive lie a l'echauffement du metal. Par contre, en ce qui concerne l'aluminium, je ne vois pas comment ce metal peut noirnir, a moins que les elements rajoutes dans l'alliage donnent un oxide noir, ou qu'il y ai contamination par un produit exterieur (huile de coupe? film gras?...)

    A+

    Max

  29. #28
    Djoule

    Re : coloration laser

    Pour l'acier c'est bien une oxydation qui se produit et qui crée ainsi une couche d'oxyde à partir de la l'optique rentre en jeu (cf mon lien mis plus haut). Voilà pour le reste je pense que je devrait m'en sortir .
    Merci pour toutes vos remarques.
    Cordialement

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