مطالعه برهمکنش پالس لیزری فمتوثانیه با نانوذرات فلزی

برهم کنش لیزر و نانومواد با توجه به کاربرد های متعددی که دارد امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. نانوذرات فلزی به عنوان یکی از پرکاربردترین مواد در حوزه های رو به پیشرفت فناوری نانو است. در میان نانوذرات فلزی نانوذرات طلا کاندیدای مناسبی برای فرآیند گرمایش لیزری هستند، زیرا آن ها جذب کننده های نوری قوی ،پایدار و غیرسمی هستند. برهم کنش لیزر و نانوذرات طلا کاربردهای گسترده ای در زمینه های متفاوت از جمله پزشکی دارد که یکی از مهم ترین این کاربردها تخریب سلول-های سرطانی است. هدف انجام این پژوهش، مطالعه ی برهم کنش لیزر با طول پالس فمتوثانیه است. برهم-کنش پالس فمتوثانیه با توجه به کوتاه بودن طول پالس، با پالس های نانوثانیه و بلندتر متفاوت است.در این پالس های لیزری زمان پالس لیزر کم تر از زمان مورد نیاز برای انتقال انرژی به محیط اطراف منطقه برهم-کنش لیزر است که این مزیت اثرات نامطلوب ناشی از برهم کنش لیزر و نانوذرات را به حداقل می رساند. به منظور بررسی دقیق تر، برهم کنش پالس های لیزری فمتوثانیه در طول موج های متفاوت را با نانوذرات طلای کروی در اندازه های مختلف که با آب احاطه شده اند، مد نظر قرار داده ایم. محاسبات انجام شده طی دو فرآیند گرمایش و ذوب نانوذرات طلا صورت گرفته است؛ به طوری که ابتدا با استفاده از نظریه ی مای، عامل بازده جذب سپس انرژی تابشی لیزر جذب شده توسط نانوذرات طلا محاسبه شد. در انتهای فرآیند گرمایش، بیشینه دمای نانوذرات بدست آمده است. در این پژوهش نشان داده شده است که در هر طول موج لیزر، نانوذرات با اندازه های متفاوت چه رفتار گرمایی از خود نشان می دهند تا با توجه به کاربرد مورد نظر، بتوان طول موج مناسب لیزر برای سایز نانوذره را انتخاب کرد.