Абляция и свеллинг полимероподобных сред при воздействии лазерных импульсов в полосе поглощения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР: АБЛЯЦИЯ И СВЕЛЛИНГ МАТЕРИАЛОВ

§ 1.1 Микрообработка и микроструктурирование материалов

§ 1.2 Лазерная абляция полимеров

§ 1.3 Свеллинг полимероподобных материалов

ГЛАВА 2. ПОВЕРХНОСТНАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ СИЛЬНОПОГЛОЩАЮЩИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ УЛЬТРАКОРОТКИМИ ИМПУЛЬСАМИ

§ 2.1 Формулировка поверхностной термической модели лазерной абляции применительно к воздействию ультракоротких импульсов

§ 2.2 Расчет населенностей уровней после воздействия импульса

§ 2.3 Оценка процессов ионизации диэлектрика

§ 2.4 Методика численного расчета

§ 2.5 Результаты расчета лазерной абляции диэлектрика при воздействии ультракоротких импульсов. Два режима лазерной абляции.

ГЛАВА 3. ЛАЗЕРНАЯ АБЛЯЦИЯ СИЛЬНОПОГЛОЩАЮЩИХ ПОЛИМЕРОПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛОВ УЛЬТРАКОРОТКИМИ ИМПУЛЬСАМИ: ПОВЕРХНОСТНАЯ ФОТОФИЗИЧЕСКАЯ И ОБЪЕМНАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ

§ 3.1 Поверхностная фотофизическая модель лазерной абляции полимероподобных материалов при воздействии ультракоротких импульсов

3.1.1 Особенности кинетики абляции при одно- и двухимпульсном воздействии

3.1.2 Особенности динамики фотофизической лазерной абляции

§ 3.2 Объемная термическая модель лазерной абляции полимероподобных материалов при воздействии ультракоротких импульсов

3.2.1 Формулировка модели

3.2.2 Результаты расчетов лазерной абляции полимера при воздействии одного и двух ультракоротких импульсов

3.2.3 Исследование динамики лазерной абляции для объемной термической модели

§ 3.3 Определение механизма лазерной абляции по ее динамике

§ 3.4 Влияние нестационарных механических напряжений на лазерную абляцию

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ СВЕЛЛИНГА МЯГКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ТКАНИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИК

ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ

§ 4.1 Методика экспериментального исследования

§ 4.2 Режимы свеллинга биоткани

§ 4.3 Модель свеллинга биоткани

§ 4.4 Исследование релаксационной динамики свеллинга биоткани

4.4.1 Модель с учетом теплопроводности и испарения воды с поверхности биоткани

4.4.2 Модель с учетом эффективного теплопереноса в пористой области биоткани

§ 4.5 Результаты расчетов динамики свеллинга биоткани и сравнение их с экспериментом

Различные аспекты воздействия лазерного излучения на вещество являются предметом научных исследований в течение последних нескольких десятилетий [1-13]. Выделяют два противоположных эффекта по результату воздействия лазерного излучения - это лазерная абляция и свеллинг, которые применяются для обработки и микроструктурирования поверхности материалов. Интерес, связанный с этими эффектами, вызван прежде всего стремительным ростом потребностей микроэлектроники, интегральной оптики, телекоммуникаций и нанотехнологий, где используется точная и контролируемая микрообработка материалов.

Лазерная абляция, как удаление вещества с поверхности материала под действием лазерного излучения, приводит к образованию углубления (кратера) в области воздействия. Применение пикосекундных и фемтосекундных лазерных импульсов в отличие от наносекундных позволяет получать микроструктуры субмикронных размеров без повреждения прилегающих слоев материала. Технология микроструктурирования ультракороткими импульсами (УКИ) не имеет аналогов в получении отверстий субмикронного размера, а также в обработке поверхности диэлектриков, в том числе полимеров. Использование ультракоротких импульсов ультрафиолетового (УФ) диапазона позволяет уменьшать получаемые структуры в результате более качественной абляции, происходящей при меньших плотностях энергии в импульсе. Лазерная абляция применяется для изготовления литографических масок и дифракционных решеток, обработки резистивных и диэлектрических полимерных пленок, пленок металлов и полупроводников для производства микросхем, сопел струйных принтеров и инжекторных двигателей и др.

В отличие от абляции, свеллинг представляет собой разбухание вещества в области, подвергшейся лазерному облучению, и приводит к образованию выпуклости на поверхности материала. Лазерные микротехнологии, основанные на эффекте свеллинга, способны создавать тонкие выпуклые рельефы на поверхности полимеров, что используется в интегральной оптике для создания микролинз и выпуклых решеток.

В связи с практической важностью микрообработки материалов лазерными импульсами становится особенно актуальным исследование механизмов и режимов абляции и свеллинга полимероподобных материалов. Диссертация посвящена систематическому теоретическому изучению абляции сильнопоглощающего полимероподобного материала при воздействии ультракоротких (субпикосекундных) импульсов УФ диапазона, а также теоретическому и экспериментальному исследованию динамики свеллинга мягкой биоткани при воздействии импульсов инфракрасного (ИК) диапазона. Основная особенность полимерного материала, рассматриваемая в диссертации, состоит в наличии существенно различных по энергии связей между молекулярными группами (ковалентные связи между мономерами в полимерной цепи и слабые водородные связи между цепями). Диссертация направлена на исследование трех механизмов абляции: поверхностного термического [1], поверхностного фотофизического [14], объемного термического [15, 16]. Поверхностный фотофизический механизм связан с влиянием электронно-возбужденных молекул материала на лазерную абляцию, а объемный термический механизм связан со специфичностью полимероподобных сред. Исследование механизмов абляции является важной задачей для оптимального выбора режимов воздействия одиночных импульсов и их последовательностей.

Воздействие УФ лазерного излучения на полимероподобные среды вызывает ряд превращений в нем: термоактивированные реакции разрыва полимерных цепей, возникновение электронно-возбужденных состояний и нестационарных механических напряжений. В диссертации проводится теоретическое изучение роли этих явлений в процессе абляции и вклад их в скорость удаления полимерного материала при воздействии ультракоротких импульсов УФ диапазона с плотностью энергии близкой к порогу абляции.

Актуальность вопросов, исследуемых в диссертации, связана с построением моделей лазерной абляции полимеров вблизи порога абляции, когда существенны свойства материала. Однако некоторые известные модели абляции напрямую не применимы к описанию воздействия ультракоротких импульсов на полимеры. Поэтому требовалось развитие существующих моделей лазерной абляции (модели поверхностного испарения [1,2], поверхностной фотофизической модели [14] и объемной термической модели [15, 16]) применительно к воздействию УКИ на сильнопоглощающие полимеры и сопоставление моделей с реальными экспериментами. Развитые в диссертации модели впервые применяются к описанию двухимпульсной лазерной абляции полимеров.

Существует необходимость исследования особенностей кинетики абляции (толщины удаленного слоя от параметров воздействия) и динамики абляции (развитие абляции во времени) при воздействии УКИ для выявления принципиальных возможностей определения механизма абляции полимероподобного материала. Для определения результатов воздействия лазерного импульса применяется много экспериментальных методик диагностики конечных структур и динамики абляции. Важным и актуальным является интерпретация результатов, получаемых двухимпульсными экспериментальными методиками типа "pump-probe" [17], где используются УКИ. Теоретически эти методики исследованы недостаточно, поэтому в работе проведен анализ двухимпульсных экспериментальных методик на предмет интерпретации данных и возможности определения механизма абляции полимеров. Интерпретация экспериментов по воздействию наносекундных лазерных импульсов на материалы, с точки зрения реализации того или иного механизма, в значительной степени затруднена. Однако использование УКИ позволяет определять механизм лазерной абляции. В результате теоретических исследований в диссертации сделан вывод о возможности определения механизма абляции при использовании комбинации двухимпульсных методик.

Актуальность диссертации также связана с недостаточной изученностью эффекта лазерного свеллинга полимеров и биотканей, который экспериментально наблюдался. В биотканях этот эффект наиболее ярко выражен, поэтому детальное изучение лазерного свеллинга биоткани представляет особый интерес. Важным является исследование механизма и нестационарных режимов свеллинга биоткани. На примере лазерного свеллинга биоткани в работе построена модель этого явления, адекватно описывающая эксперименты.

Целью диссертации является: построение теоретических моделей лазерной абляции сильнопоглощающих полимероподобных материалов при воздействии ультракоротких импульсов ультрафиолетового диапазона, изучение кинетики и динамики лазерной абляции таких материалов, и анализ возможности экспериментального определения того или иного механизма лазерной абляции полимеров; теоретическое и экспериментальное изучение нестационарных режимов лазерного свеллинга полимероподобной среды при воздействии ИК лазерных импульсов на примере мягкой биоткани.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Глава 1 содержит обзор существующих моделей лазерной абляции, где обоснована необходимость развития моделей лазерной абляции применительно к воздействию ультракороткими импульсами на сильнопоглощающие полимерные материалы. Из литературы известно, что сильнопоглощающими диэлектриками (ос~105 см"1) в УФ области спектра являются полиимиды и для них характерно преобладание термических процессов. Лазерный свеллинг наблюдался в полимерах и биологических средах, но теоретическое описание данного эффекта в литературе отсутствует, что требует построения моделей этого эффекта. Главы 2 и 3 посвящены теоретическому исследованию лазерной абляции сильнопоглощающих

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе развитых моделей теоретически установлено два характерных режима лазерной абляции сильнопоглощающего диэлектрика при воздействии ультракороткого (субпикосекундного) импульса: "режим характерного масштаба нагрева" и "режим недостаточного нагрева". В первом случае удаляется вся нагретая область материала, а во-втором случае - только малая часть этой области. Показано, что форма кинетической кривой двухимпульсного воздействия (спадающая или возрастающая до постоянной величины) соответствует тому или иному режиму лазерной абляции и не зависит от механизма абляции. Характерное время изменения этой кривой определяется временем тепловой релаксации электронно-возбужденных состояний. Теоретически установлено, что, основываясь только на данных о кинетике одноимпульсной и двухимпульсной лазерной абляции сильнопоглощающих полимеров, невозможно однозначно определять механизм лазерной абляции.

2. Теоретически установлено, что динамика лазерной абляции сильнопоглощающего полимера существенно отличается для поверхностного термического, поверхностного фотофизического и объемного термического механизмов абляции. Показано, что важной характеристикой динамики служит время начала абляции (интервал времени между окончанием УКИ и заметным удалением материала). Получено, что время начала абляции меньше времени тепловой релаксации электронно-возбужденных состояний хромофоров для фотофизического механизма, существенно больше для объемного механизма и соответствует времени тепловой релаксации для поверхностного термического механизма. Предложена комбинация двух экспериментальных методик, основанная на измерении времени тепловой релаксации электронно-возбужденных состояний и времени начала абляции, которая позволяет определять механизм абляции полимерного материала на основе указанного отличия в динамике.

3. В результате сопоставления теоретических расчетов с литературными данными по абляции полиимида субпикосекундными импульсами на длине волны 248 нм получено, что в полиимиде реализуется объемный термический механизм лазерной абляции, а форма кривой двухимпульсного воздействия соответствует "режиму недостаточного нагрева" при индуцированном просветлении среды.

4. Предложена модель свеллинга биологической ткани (in vitro) при воздействии ИК лазерными импульсами, которая включает упругое и пластическое деформирование белковой основы под действием давления водяного пара в расширяющихся микропузырьках, возникающих при испарении воды, содержащейся в биоткани. Предложена перколяционная модель свеллинга биоткани для описания релаксационной динамики свеллинга, учитывающая возникновение пористой области, пронизанной микроканалами. Показано, что теплоперенос в пористой области может идти существенно быстрее по сравнению с теплопроводностью за счет переноса пара через микроканалы, сопровождающегося испарением и конденсацией воды. Установлено, что такой эффективный механизм теплопереноса приводит к быстрому выравниванию температуры в нагретой пористой области.

5. Показано, что предложенные модели свеллинга биоткани позволяют получить хорошее соответствие теории с экспериментально измеренной динамикой свеллинга биоткани. Установлено, что в отличие от обычной теплопроводности эффективный теплоперенос в нагретой пористой области биоткани совместно с испарением воды с ее поверхности позволяет получить время релаксации выпуклости, соответствующее измеренному нами в эксперименте.

1. Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Действие излучения большой мощности на металлы.-М.: Наука. 1970. 272с.

2. Anisimov S.I., Khokhlov V.A. Instabilities in Laser-Matter Interaction.-Boca Raton: CRC Press. 1995.

3. Веденов А.А., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. -М.: Энергоатомиздат. 1985. 207с.

4. Bauerle D. Laser processing and chemistry.-Berlin: Springer. 2nd ed. 1996. 649p.

5. Арутюнян P.E., Баранов В.Ю., Большов А.А., Малюта Д.Д., Сербант А.Ю. Воздействие лазерного излучения на материалы.-М.: Наука. 1989. 347с.

6. Бункин Ф.В., Кириченко Н.А., Лукьянчук Б.С. Лазерная термохимия// Изв. АН СССР сер.физ. 1982. Т.46, №6. С.1150-1169.

7. Вейко В.П., Котов Г.А., Либенсон М.Н., Никитин М.Н. Термохимическое действие лазерного излучения//ДАН СССР. 1973. Т.208, №.3. С. 587-590.

8. Shafeev G.A. Laser-assisted activation and metallization of polyimides// Appl.Phys.A. 1992. V.55. P.387-390.

9. Laser Ablation Mechanisms and Application, eds. Miller J.C. and Haglung, Jr., Lecture notes in physics.-Berlin: Springer-Verlag. 1991. V.389.

10. Laser Ablation of Electronic Materials Basic Mechanisms and Applications, eds. Fogarassy and Lazare S. - Amsterdam: Elsevier. 1992. Proc. E-MRS. V.4.

11. Deutsch T.F., Geis M.W. Self-developing UV photoresist using excimer laser exposure// J.Appl.Phys. 1983. V.54. No.12. P.7201-7204.

12. Srinivasan R., Mayne-Banton V. Self-developing photoetching of poly(ethylene terephthalate) films by far- ultraviolet excimer laser radiation// Appl.Phys.Lett. 1982. V.41, No.6. P.576-578.

13. Srinivasan R., Braren B. Ultraviolet laser ablation of organic polymers//Chem.Rev. 1989. V.89. P. 1303-1316.

14. Luk'yanchuk В., Bityurin N., Anisimov S., Bäuerle D. The role of excited species in UV-laser materials ablation. Part I: Photophysical ablation of organic polymers// Appl. Phys. A. 1993. V.57. P.367-374.

15. Bityurin N., Arnold N., Luk'yanchuk В., Bäuerle D. Bulk model of laser ablation of polymers//Appl. Surf. Sei. 1998. V.127-129. P.164-170.

16. Arnold N., Bityurin N. Model for laser-induced thermal degradation and ablation of polymers// Appl. Phys. A. 1999. V.68. P.615-625.

17. Preuss S., Späth M., Zhang Y., Stuke M. Time resolved dynamics of subpicosecond laser ablation// Appl. Phys. Lett. 1993. V.62. N.23. P.3049-3051.

18. Bityurin N., Malyshev A. UV laser ablation of absorbing dielectric by ultrashort laser pulses// Appl. Surf. Sei. 1998. V.127-129. P.199-205.

19. Малышев А.Ю., Битюрин H.M. Лазерная абляция сильно поглощающих диэлектриков при воздействии пары субпикосекундных лазерных импульсов// Квантовая электроника. 1999. Т.26, №2. С. 134-138.

20. Luk'yanchuk B.S., Bityurin N., Anisimov S., Malyshev A., Baeuerle D. Photophysical ablation of organic polymers: the influence of stresses// Applied Surface Science. 1996. V. 106, issue 1-4. P. 120-125.

21. Bityurin N., Malyshev A., Luk'yanchuk В., Anisimov S., Bäuerle D. Photophysical mechanism of UV laser action: The role of stress transients// Proc. SPIE. 1996 V.2802. P.103-112.

22. Luk'yanchuk B.S., Bityurin N.M., Malyshev A.Yu., Anisimov S.I., Arnold N.D., Bäuerle D. Photophysical ablation// Proc. SPIE. 1998. V.3343. P.58-68 , invited paper (High-Power Laser Ablation, Ed: Claude R. Phipps)

23. Malyshev A.Yu., Bityurin N.M. Laser ablation of polymers by ultra-short laser pulses (USLP): surface and bulk models// Proc. SPIE. 2001. V.4423. P.218-225, (Editor Mikhail N. Libenson).

24. Малышев А.Ю., Битюрин Н.М. Лазерная абляция диэлектриков ультракороткими импульсами: сравнение фотофизической и термической модели// Избранные труды открытого конкурса молодых ученых, Н. Новгород. 1999. С. 77-82.

25. Малышев А.Ю., Битюрин Н.М. Лазерная абляция диэлектриков ультракороткими импульсами: сравнение объемной и термической моделей// Избранные труды конкурса молодых ученых ИПФ РАН, Н. Новгород. 2001. С.103-108.

26. Малышев А.Ю., Каменский B.A., Битюрин Н.М. Динамика свеллинга мягкой биологической ткани при воздействии ИК-лазеров в доабляционном режиме.-Н.Новгород: ИПФ РАН. Препринт №558. 2001. 24с.

27. Korte F., Egbert A., Nolte S., Chichkov B.N., Fallnich С., Welling H. Nanostructuring with femtosecond laser pulses// CLEO 2000. Technical digest, San Francisco, California, May 7-12, CWT2. P.374.

28. Govorkov S.V., Slobodchikov E.V., Wiessner A.O., Basting D. Effect of the wavelength on high-aspect ratio microdrilling of steel with an all-solid-state laser// CLEO 2000. Technical digest, San Francisco, California, May 7-12, CFD4. P.580.

29. Knowles M.R., Rutterford G., Bell A.I., Andrews A J., Foster-Turner G., Kearsley A.J., Coutts D.W., Kapitan D., Webb C.E. Precision micro-machining with nanosecond lasers// CLEO 2000. Technical digest, San Francisco, California, May 7-12, CFD5.P.581.

30. Nolte S., Will M., Cumme M., Chichkov B.N., Tünnermann A., Körte F., Egbert A. Sub-micrometer of metals with femtosecond laser pulses// CLEO'2001. Technical Digest, Baltimore, MD, Baltimore Convention Center, May 6-11, 2001, CFG2. P.575.

31. Burckel D., Zhang S., Brueck S.R.J. Fabrication of nanostructures with interferometric lithography// CLEO'2001. Technical Digest, Baltimore, MD, Baltimore Convention Center, May 6-11, 2001, CTuTl. P.229.

32. Baird B.W., Nilsen B.E., Hainsey R.F., Lo H.W. Ultraviolet laser repair of advanced semiconductor memory devices// CLEO'2001. Technical Digest, Baltimore, MD, Baltimore Convention Center, May 6-11, 2001, CTuT2. P.230.

33. Chichkov B.N., Momma C., Nolte S., von Alvensleben F., Tünnermann A. Femtosecond, picosecond and nanosecond laser ablation of solids// Appl. Phys. A. 1996. V.63.P.109-115.

34. Lenzner M., Bonse J., Baudach S., Krüger J., Kautek W. Threshold and morphology of femtosecond laser induced damage in silicon// CLEO 2000. Technical digest, San Francisco, California, May 7-12, CFK3. P.614.

35. Carey J.E., Zhao L., Wu C., Mazur E. Field emission from silicon microstructures formed by femtosecond laser assisted etching// CLEO'2001. Technical Digest, Baltimore, MD, Baltimore Convention Center, May 6-11, 2001, CFC2. P.555.

36. Yabe H., Hirayama Y., Obara M. Non-thermal ablation of nitride ceramics with femtosecond Ti:sapphire laser// CLEO 2000. Technical digest, San Francisco, California, May 7-12, CFK5. P.616.

37. Schaffer C.B. Brodeur A., Garcia J.F., Leight W.A., Mazur E. Micromachining optical waveguides in bulk glass using a femtosecond laseroscillator// CLEO 2000. Technical digest, San Francisco, California, May 7-12, CWT4. P.375.

38. Scaggs М., Mayer Е., Fair D., Basting D. Micromachining results using industrial fluorine lasers at 157 nm// CLEO 2000. Technical digest, San Francisco, California, May 7-12, CFD2. P.579.

39. Stoian R., Ashkenasi D., Rosenfeld A., Lorenz M., Campbell E.E.B. Dynamics of material removal in ultrashort laser ablation of dielectrics// CLEO 2000. Technical digest, San Francisco, California, May 7-12, CFK4. P.615.

40. Fleischer R.I., Price P.B., Walker R.M. Ion explosion spike mechanism for formation of charged-particle tracks in solids// J. Appl. Phys. 1965. V.36. P.3645-3652.

41. Smolyaninov I.I., Davis Ch.C. Micromachining of diamond using near -field scanning optical microscope// CLEO'2001. Technical Digest, Baltimore, MD, Baltimore Convention Center, May 6-11, 2001, CFG6. P.578.

42. Sokolowski-Tinten K., von der Linde D., Siegal M.P., Overmyer D.L. Short pulse laser-induced optical damage and fracto-emission of amorphous, diamond-like carbon// CLEO 2000. Technical digest, San Francisco, California, May 7-12, CFD6. P.581.

43. Zhao G., Phillips H.M., Zheng H., Tarn S.C., Liu W., Wen G., Gong Z. Selectively electrical deposition copper on UV laser induced polyimide// CLEO 2000. Technical digest, San Francisco, California, May 7-12, CFD7. P.582.

44. Choi Т., Hwang DJ., Hatano M., Grigoropoulos C.P. Ultra-fast laser-induced recrystallization of amorphous silicon films// CLEO'2001. Technical Digest, Baltimore, MD, Baltimore Convention Center, May 6-11, 2001, CTuT5. P.231.

45. Lee M., Moon S., Hatano M., Grigoropoulos C.P. High resolution laser flash photography for probing the new double laser recrystallization process// CLEO'2001. Technical Digest, Baltimore, MD, Baltimore Convention Center, May 6-11, 2001, CTuT6. P.232.

46. Chu A.K., Chuang M.J. The hybrid poluimide/Ta205/polyimide ARROW waveguides//CLEO 2000. Technical digest, San Francisco, California, May 7-12, CWK21. P.302.

47. Pissadakis S., Reekie L., Zervas M.N., Willkinson J.S., Moschovis K., Kiriakidis G. High-index overlay gratings on K+-exchanged waveguides in BK-7 glass using excimer laser ablation//CLEO 2000. CWK38. P.316.

48. Markillie G.A.J., Villarreal F.J., Baker HJ., Hall D.R. Applications of new enhanced-pulse planar waveguide lasers in electronic substrate processing// CLEO'2001. Technical Digest, Baltimore, MD, Baltimore Convention Center, May 6-11, 2001, CFG5.P.577.

49. Castex M.C., Bityurin N.M. Is the VUV laser ablation of polymers a pure photochemical process? // Appl.Surf.Sci. 2002 (in print)

50. Wei J., Hogen N., Lippert Т., Nuyken O., Wokaun A. Novel laser ablation resists for excimer laser ablation lithography. Influence of photochemical properties on ablation// J.Phys.Chem. B. 2001. V.105. P.1267-1275.

51. Kawamura Y., Toyoda K., Namba S. // Appl.Phys.Lett. 1982. V.40. P.374.

52. Andrew J.E., Dyer P.E., Forster D., Key P.H. Direct etching of polymeric materials using a XeCl laser// Appl.Phys.Lett. 1983. V.43, No.8. P.717-720.

53. Srinivasan R., Braren B. Ultraviolet laser ablation and etching of polymethyl methacrylate sensitized with an organic dopant// Appl.Phys. A. 1988. V.45. P.289-292.

54. Srinivasan R., Braren В., Casey K.G., Yeh M. Ultrafast imaging of ultraviolet laser ablation and etching of polymethylmethacrylate// Appl.Phys.Lett. 1989. V.55, No.26. P.2790-2791.

55. Lazare S., Granier V. Excimer laser light induced ablation and reactions at polymer surfaces as measured with a quartz-crystal microbalance// J.Appl.Phys. 1988. V.63, No.6. P.2110-2115.

56. Niino H., Nakano M., Nagano S., Yabe A., Miki T. Periodic morphological modification developed on the surface of polyethersulfone by XeCl excimer laser photoablation//Appl.Phys.Lett. 1989. V.55. N.5. P.510-512.

57. Garrison B.J., Srinivasan R. Microscopic model for the ablative photodecomposition of polymers by far-ultraviolet radiation (193 nm)//Appl.Phys.Lett. 1984. V.44. No.9. p.849-851.

58. Srinivasan R. Mechanism of Ultraviolet laser ablation of organic solids //Phys. Rev. Lett. 1988. V.60. No.4. P.381.

59. Александров А.П., Битюрин H.M., Генкин B.H., Миллер A.M. Особенности фототравления полиметилметакрилата при действии излучения дальнего УФ-диапазона// Поверхность. 1986. №10. С.106-114.

60. Александров А.П., Битюрин Н.М., Генкин В.Н., Рухман Н.В. Кинетика фототравления и модификация полиметилметакрилата в диапазоне 200-300 нм//Микроэлектроника. 1989. Т.18, №1. С.22-28.

61. Bityurin N., Muraviov S., Alexandrov A., Malyshev A. UV laser modification and etching of polymer films (PMMA) below the ablation threshold// Applied Surface Science. 1997. V.110. P.270-275.

62. Ktiper S., Brannon J., Brannon K. Threshold behavior in polyimide photoablation//Appl. Phys. A. 1993. V.56. P.43-50.

63. Srinivasan R. Ablation of polyimide (Kapton™) films by pulsed (ns) ultraviolet and infrared (9.17 |Lim) lasers//Appl.Phys. A. 1993. V.56. P.417-423.

64. Srinivasan R., Hall R.R., Loehle W.D., Wilson W.D., Allbee D.C. Chemical transformations of the polyimide Kapton brought about by ultraviolet laser radiation// J.Appl.Phys. 1995. V.78, No.8. P.4881-4887.

65. Himmelbauer M., Arenholz E., Bäuerle D. Single-shot UV laser ablation of polyimide with variable pulse lengths// Appl.Phys. A. 1996. V.63. P.87-90.

66. Ball Z., Feurer T., Callahan D.L., Sauerbrey R. Thermal and mechanical coupling between successive pulses in KrF-excimer laser ablation of polyimide//Appl.Phys. A. 1996. V.62. P.203-211.

67. Küper S., Stuke M. Ablation of polytetrafluoroethylene (Teflon) with femtosecond UV excimer laser pulses// Appl.Phys.Lett. 1989. V.54, No.l. P.4-6.

68. Küper S., Stuke M. Femtosecond UV excimer laser ablation// Appl.Phys. B. 1987. V.44. P. 199-204.

69. Kumagai H., Midorikawa K., Toyoda K., Nakamura S., Okamoto T., Obara M. Ablation of polymer films by a femtosecond high-peak-power Ti:sapphire laser at 798 nm// Appl.Phys.Lett. 1994. V.65, No. 14. P. 1850-1852.

70. Preuss S., Stuke M. Subpicosecond ultraviolet laser ablation of diamond: Nonlinear properties at 248 nm and time-resolved characterization of ablation dynamics// Appl. Phys. Lett. 1995. V.67. N.3. P.338-340.

71. Frisoli J.K., Hefetz Y., Deutsch T.F. Time-resolved UV absorption of polyimide. Implications for laser ablation// Appl.Phys. B. 1991. V.52. P. 168-172.

72. Bostanjogle O., Niedrig B., Wedel B. Ablation of metal films by picosecond laser pulses imaged with high-speed electron microscopy// J. Appl. Phys. 1994. V.76. № 5. P.3045-3048.

73. Kononenko T.V., Konov V.l., Garnov S.V. Ablation of materials by femto, pico and nanosecond laser pulses: a comparable study// ICONO'98 Technical program. 1998. FH5. P.339.

74. Mailis S., Zergioti I., Koundourakis G., Ikiades A., Patentalaki A., Papakonstantinou P., Vainos N.A., Fotakis C. Etching and printing of diffractive optical microstructures by a femtosecond excimer laser// Appl. Opt. 1999. V.38. N.ll. P.2301-2308.

75. Cain S.R.// J.Phys.Chem. 1993. V.97. P.7572.

76. Cain S.R., Burns F.C., Otis C.E., Braren B. Photothermal description of polymer ablation: absorption behavior and degradation time scale// J.Appl.Phys. 1992. V.72, No. 11, P.5172-5178.

77. Burns F.C., Cain S.R. The effect of pulse repetition rate on laser ablation of polyimide and polymethylmethacrylate-based polymers// J.Phys. D. 1996. V.29, No.5. P.1349-1355.

78. D'Couto G.C., Babu S.V. Heat transfer and material removal in pulsed excimer-laser-induced ablation: Pulsewidth dependence// J.Appl.Phys. 1994. V.76. No.5. P.3052-3058.

79. Bauerle D., Luk'yanchuk B., Schwab P., Wang X.Z., Arenholz E. In Laser Ablation of electronic materials, ed. by E.Fogarassy, S.Lazare, E-MRS 4, North Holland-Elsevier. 1992. P.39.

80. Treyz G.V., Scarmozzino R., Osgood R.M. //Appl.Phys.Lett. 1989. V.55. No.4. P.346.

81. Piglmayer K., Arenholz E., Ortwein K., Arnold N., Bauerle D.// Appl.Phys.Lett. 1998. V.73, No.6, P.847.

82. Arnold N., Luk'yanchuk B., Bityurin N. A fast quantitative modelling of ns laser ablation based on non-stationary averaging technique// Appl. Surf. Sci. 1998. V.127-129. P.184-192.

83. Luk'yanchuk B., Bityurin N., Himmelbauer M., Arnold N. UV-laser ablation of polyimide: from long to ultra-short laser pulses// Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 1997. V.122. P.347-355.

84. Sauerbrey R., Pettit G.H. Theory for the etching of organic materials by ultraviolet laser pulses// Appl.Phys.Lett. 1989. V.55, No.5. P.421-423.

85. Pettit G.H., Sauerbrey R. Pulsed ultraviolet laser ablation// Appl.Phys. A. 1993. V.56. P.51-63.

86. Luk'yanchuk В., Bityurin N., Anisimov S., Arnold N., Bâuerle D. The role of excited species in ultraviolet-laser materials ablation. Part III. Non-stationary ablation of organic polymers//Appl. Phys. A. 1996. V.62. P.397-401.

87. Luk'yanchuk В., Bityurin N., Anisimov S., Bâuerle D. Photophysical ablation of organic polymers// Kluwer Academic Publishers. Excimer lasers. 1994. P.59-77. ed. L.D. Laude.

88. Luk'yanchuk В., Bityurin N., Anisimov S., Bâuerle D. The role of excited species in UV-laser materials ablation. Part II: The stability of the ablation front// Appl. Phys. A. 1993. V.57. P.449-455.

89. Srinivasan V., Smrtic M.A., Babu S.V. Excimer laser etching of polymers// J.Appl.Phys. 1986. V.59, No. 11, P.3861 -3867.

90. Schmidt H., Ihlemann J., Wolf-Rottke В., Luther K., Troe J. Ultraviolet laser ablation of polymers: spot size, pulse duration, and plume attenuation effects explained// J. Appl. Phys. 1998. V.83. N.10. P.5458-5468.

91. Демкович П.А., Котляр M.JI., Кулагин В.Ю., Сонин К.В. Модификация оптических свойств и динамика лазерной УФ абляции полиимида// Квантовая электроника. 1992. Т.19. №5. С.441-445.

92. Sutcliffe Е., Srinivasan R. Dynamics of UV laser ablation of organic polymer surfaces// J.Appl.Phys. 1986. V.60, No.9. P.3315-3322.

93. Lazare S., Granier V. Ultraviolet laser photoablation of polymers: A review and recent results// Laser Chem. 1989. V. 10. P.25-40.

94. Mahan G.D., Cole H.S., Liu Y.S., Philipp H.R. Theory of polymer ablation// Appl.Phys.Lett. 1988. V.53, No.24. P.2377-2379.

95. Bityurin N. UV etching accompanied by modifications: Surface etching// Appl. Surf. Sci. 1999. V.138-139. P.354-358.

96. Битюрин H.M. Объемная модель термической лазерной абляции полимеров// Изв. РАН: серия физическая. 2001. Т.65, №4. С.532-535.

97. Afanasiev Y.V., Isakov V.A., Zavestovskaya I.N., Chichkov B.N., von Alvensleben F., Welling H. Hydrodynamic regimes of UV laser ablation of polymers// Appl. Phys. A. 1997. V.64. P.561-572.

98. Афанасьев Ю.В., Демченко H.H., Завестовская И.Н., Исаков В.А., Канавнн А.П., Урюпин С.А., Чичков Б.Н. Моделирование абляции металлов ультракороткими лазерными импульсами// Известия АН, сер.физ. 1999. Т.63. №4. С.667-675.

99. Afanasiev Y.V., Demchenko N.N., Zavestovskaya I.N., Isakov V.A., Kanavin A.P., Uryupin S.A., Chichkov B.N. Modeling of metal ablation with ultrashort laser pulses// Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. 1999. V.63.N.4. P.531-537.

100. Anisimov S.I., Rethfeld B. Theory of ultrashort laser pulse interaction with a metal// Proc. SPIE. 1997. V.3093. P.192-203.

101. Либенсон M.H. Неравновесный нагрев и остывание металла при воздействии сверхкороткого лазерного импульса// Изв. РАН, сер. физ. 2001. Т.65, №4. С.515-520.

102. Rethfeld В., Anisimov S.I. On stability of metal evaporation produced by an ultrashort laser pulse// Pis'ma v ZhETF. 1995. V.62. iss.l 1. P.859-862.

103. Sokolovwki-Tinten K., Bialkowski J., Covalleri A., von der Linde D., Oparin A., Meyer-ter-Vehn J., Anisimov S.I. Transient states of matter during short pulse laser ablation // Phys.Rev.Lett. 1998. V.81. No.l. P.224-227.

104. Ретфельд Б., Соколовски-Тинтен К., Темнов В.В., Кудряшов С.И., Биаловски Й., Кавалери А., фон дер Линде Д. Динамика абляции твердых тел под воздействием фемтосекундных лазерных импульсов//Изв. РАН. Сер. физ. 2001. Т.65. №4. С.521-525.

105. Журков С.Н., Томашевский Э.Е.-В кн.:Некоторые проблемы прочности твердого тела. Л.:Изд-во АН СССР. 1959. С.68-75.

106. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров.-М.: Химия. 1984. 280с.

107. Мадорский С. Термическое разложение органических полимеров. Пер. с англ./ Под ред. С.Р. Рафикова. -М.: Мир. 1967. 328с.

108. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел.-М.: Наука. 1974. 560с.

109. Гусев В.Э., Карабутов А.А. Лазерная оптоакустика.-М.: Наука. 1991. 304с.

110. Zweig A.D., Venugopalan V., and Deutsch T.F. Stress generated in polyimide by excimer-laser irradiation// J. of Appl. Phys. 1993. V. 74, No. 6. pp. 4181-4189.

111. Gorodetsky G., Kazyaka T.G., Melcher R.L., Srinivasan R. Calorimetric and acoustic study of ultraviolet laser ablation of polymers// Appl. Phys. Lett. 1985. V.46. N.9. P.828-829.

112. Dyer P.E., Srinivasan R. Nanosecond photoacoustic studies on ultraviolet laser ablation of organic polymers// Appl. Phys. Lett. 1986. V.48. N.6. P.445-447.

113. Ghosh A.P., Hurst J.E. Photoacustic studies of excimer laser induced ablation of polymethylmethacrylate// J.Appl.Phys. 1988. V.64. No.l. P.287-290.

114. Phillips H.M., Callahan D.L. Sauerbrey R. Sub-100 nm lines produced by direct laser ablation in polyimide// Appl.Phys.Lett. 1991. V.58, No.24. P.2761-2763.

115. Phillips H.M., Callahan D.L. Sauerbrey R., Szabo G., Bor Z. Direct laser ablation of Sub-100 nm line structures into polyimide// Appl.Phys.A. 1992. V.54. P.158-165.

116. Lippert T., Dickinson J.T., Langford S.C., Furutani H., Fukumura H., Mashuhara H., Kunz T., Wokaun A. Photopolymers designed for laser ablation -photochemical ablation mechanism//Appl.Surf.Sci. 1998. V. 127-129. P. 117-121.

117. Karnakis D.M., Lippert T., Ichinose N., Kawanishi S., Fukumura H. Laser induced molecular transfer using ablation of a triazeno-polymer//Appl.Surf.Sci. 1998. V.127-129. P.781-786.

118. Lippert T., Wei J., Wokaun A., Hoogen N., Nuyken O. Polymer designed for laser microstructuring//Appl.Surf.Sci. 2000. V.168. P.270-272.

119. Beinhorn F., Ihlemann J., Luther K., Troe J. Micro-lens arrays generated by UV laser irradiation of doped PMMA//Appl. Phys. A. 1999. V.68. P.709-713.

120. Himmelbauer M., Arenholz E., Bauerle D., Schilcher K. UV-laser-induced surface topology changes in polyimide// Appl.Phys. A. 1996. V.63. P.337-339.

121. Himmelbauer M., Arenholz E., Bauerle D. //Appl.Phys. A. 1996. V.63. P.87.

122. Himmelbauer M., Arnold N., Bityurin N., Arenholz E., Bauerle D. UV-laser-induced periodic surface structures on polyimide// Appl.Phys. A. 1997. V.64. P.451-455.

123. Fukumura H., Mibuka N., Eura S., Masuhara H. Porphyrin-Sensitized laser swelling and ablation of polymer films// Appl.Phys. A. 1991. V.53. P.255-259.

124. Furutani H., Fukumura H., Masuhara H. Nanosecond time-resolved interferometric study on morphological dynamics of doped polymethylmethacrylate film upon laser ablation// Appl.Phys.Lett. 1994. V.65. No.26. P.3413-3415.

125. Furutani H., Fukumura H., Masuhara H. Photothermal transient expansion and contraction dynamics of polymer films by nanosecond interferometry// I.Phys.Chem. 1996. V.100. P.6871-6875.

126. Masubuchi T., Furutani H., Fukumura H., Masuhara H. Laser-induced nanometer-nanosecond expansion and contraction dynamics of poly(methyl methacrylate) film studied by time-resolved interferometry// J. Phys. Chem. B. 2001. V.105. P.2518-2524.

127. Furutani H., Fukumura H., Masuhara H., Lippert T., Yabe A. Laser-induced decomposition and ablation dynamics studied by nanosecond interferometry. 1. A triazenopolymer film// J.Phys.Chem. A. 1997. V.101. P.5742-5747.

128. Furutani H., Fukumura H., Masuhara H., Kambara S., Kitaguchi T., Tsukada H., Ozawa T. Laser-induced decomposition and ablation dynamics studied by nanosecond interferometry. 2. A reactive nitrocellulose filmII J.Phys.Chem. B. 1998. V.102. P.3395-3401.

129. Ren Q., Keates R.H., Hill R.A., Berns M.W. Laser refractive surgery: a review and current status// Opt.Eng. 1995. V.34. No.3. P.642-659.

130. Stuart B.C., Feit M.D., Rubenchik A.M., Shore B.W., Perry M.D. Laser-induced damage in dielectrics with nanosecond to subpicosecond pulses// Phys.Rev.Lett. 1995. V.74. N.12. P.2248-2251.

131. Stuart B.C., Feit M.D., Herman S., Rubenchik A.M., Shore B.W., Perry M.D. Optical ablation by high-power short-pulse lasers// J. Opt. Soc. Am. B. 1996. V.13.N.2. P.459-468.

132. Kautek W., Krueger J., Lenzner M., Sartania S., Spielman Ch., Krausz F. Laser ablation of dielectrics with pulse durations between 20 fs and 3 ps// Appl.Phys.Lett. 1996. V.69. P.3146-3148.

133. Guillet J. Polymer Photophysics and Photochemistry.-Cambridge: Cambridge University Press. 1985.

134. Битюрин H.M., Генкин B.H., Соколов B.B. Эволюция наведенного поглощения в полимерах при различных механизмах фотостаренияызшу// Высокомолек. соед. А, 1982. Т.24, №4, С.748-755.

135. Битюрин Н.М., Диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н., ИПФ РАН, Горький, 1988.

136. Khanin Ya.I. Principles of laser dynamics.-Elsevier: Amsterdam. 1995.

137. Wayne Rabalais. J. Principles of Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy.-John Wiley & Sons: New-York. 1977.

138. Arnold D., Cartier E. Theory of laser -induced free-electron heating and impact ionization in wide-band-gap solids// Phys. Rev. B. 1992. V.46. N.23. P.102-115.

139. Райзер Ю.П. Лазерная искра и распространение разрядов.-М.: Наука. 1974. 308с. Raizer Yu. P. Laser-induced discharge phenomena.- Consultants Bureau: New-York. 1977.

140. Rabalais J.W. Principles of Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy.- N.Y.: John Wiley & Sons, 1977.

141. Келдыш JI.В. Ионизация в поле сильной электромагнитной волны// ЖЭТФ. 1964. Т. 47. Вып. 5(11). С. 1945-1956.

142. Самарский А.А. Теория разностных схем.-М.:Наука. 1990. 614с.

143. Самарский А.А. Введение в численные методы.-М.:Наука. 1982. 271с.

144. Бахвалов Н.С. Численные методы.-М.:Наука. 1987. 598с.

145. Поттер Д. Вычислительные методы в физике.-М.: Мир. 1975. 392с.

146. Oraevsky A.A., Esenaliev R.I., Letokhov V.S., in Laser Ablation, Mechanisms and Applications, eds. J.C. Miller and R.F. Haglund.-Berlin: Springer-Verlag. 1991. P. 112.

147. Rosenfeld A., Ashkenasi D., Varel H., Wahmer M., Cambell E.E.B. Time resolved detection particle removal from dielectrics on fs laser ablation//Appl.Surf.Sci. 1998. V.127. P.76-80.

148. Кауш Г. Разрушение полимеров.-М.: Мир, 1981. 234c.

149. Бакеев А.А., Соболев А.П., Яковлев В.И. Исследование термоупругих напряжений, возникающих в поглощающем слое вещества под действием лазерного импульса//ПМТФ. 1982. Т.6. С.92-96.

150. London R.A., Glinsky М.Е., Zimmerman G.B., Bailey D.S., Eder D.C., Jacques S.L. Laser-tissue interaction modeling with LATIS// Appl.Opt. 1997. V.36. No.34. P.9068-9074.

151. Welsh A.J. The thermal response of laser irradiated tissue//J. of Quantum Electronics. 1984. V.20. No.12. P.1471-1481.

152. Majaron В., Plestenjak P., Lukac M. Thermo-mechanical laser ablation of soft biological tissue: modeling the micro-explosions// Appl.Phys. B. 1999. V.69. P.71-80.

153. Sergeev A.M., Gelikonov V.M., Gelikonov G.V., Feldchtein F.I., Gladkova N.D., Kamensky V.A. Biomedical diagnostics using optical cogerence tomography. OS A. TOPS. 1996. V.2. P. 196.

154. Коларов Д., Балтов А. Бончева H. Механика пластических сред.-М.:Мир. 1979. 302с.

155. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. T.VII М.:Наука. 1987. 248с.

156. Вукалович М.П., РивкинС.Л., Александров A.A. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара.-М.: Изд-во стандартов. 1969.

157. Мейсон Э., Малинаускас А. Перенос в пористых средах: модель запыленного газа.-М.:Мир. 1986. 200с.

158. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. T.V -М.: Наука. 1964. 567с.

159. Френкель Я.И. Собрание избранных трудов. T.III. Кинетическая теория жидкостей.-М.: Изд-во АН СССР. 1959. 458с.