광열/광음 기법에 의한 나노초 폭발적 기화 과정 분석

Q: 이 논문에서 정의한 나노초 폭발적 기화란 무엇인가?

나노초 단위의 매우 짧은 시간 동안 필스 레이저의 강한 에너지에 의해 액체가 급격하게 기체로 상변화하는 현상을 의미한다. 이는 10⁹ K/s에 달하는 극도로 빠른 온도 증가율을 동반하며 액체의 과열도를 급격히 상승시키는 특성을 가진다.

Q: 나노초 폭발적 기화 과정에서 액체의 과열도는 어느 정도까지 도달하는가?

연구 결과, 광열반사율 측정법과 광음굴절법을 통해 실시간으로 계측한 결과 나노초 폭발적 기화 과정에서 액체의 과열도가 약 100 K에 이를 수 있음을 실험적으로 입증하였다. 이는 비접촉식 광학 기법을 통해 정밀하게 분석된 결과이다.

김동식; 박희권; C. P. Grigoropoulos; 최선락

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저자정보: 김동식 박희권 C. P. Grigoropoulos 최선락

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 B권 대한기계학회논문집 B권 제27권 제6호

발행연도: 2003.6

수록면: 804 - 812 (9page)

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This paper introduces optical methods for in-situ measurement of surface temperature and pressure transient in thermal processes having nanosecond time scales. In the temperature measurement, a p -Si thin film whose refractive index is calibrated as a function of temperature is embedded beneath the sample surface and the photothermal reflectance is monitored for estimating the surface temperature. The pressure transients are measured using the photoacoustic optical deflection method. The experimental technique is used to analyze the nanosecond laser induced vaporization process that is central to numerous engineering and bio-medical applications. Based on the experimental results, discussions are made on the experimental technique and the physical mechanisms of laser-driven explosive vaporization phenomena.

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