SURFACE FAILURE OF CO₂ LASER IRRADIATED GLASS

Résumé
L'éventualité de la destruction du verre lorsque chauffé par laser comporte d'importantes implications lors d'expérience sur la résistance de matériaux soumis aux chocs thermiques et dans l'utilisation possible du laser pour l'usinage et le traitement thermique du verre. On décrit une technique expérimentale permettant d'obtenir la distribution de probabilité d'endommagement du verre irradié par un laser et on développe un modèle afin de prédire les distributions de température et de contrainte en fonction du temps. Le modèle théorique ainsi que les résultats expérimentaux montrent que pour des impulsions laser CO₂ plus courtes qu'environ 1ms, le processus de destruction est une brisure provoquée par un effort de tension induit lors du refroidissement subséquent au chauffage d'une mince couche au delà du point de recuit.

Abstract
The possibility of failure of laser heated glass has important implications in experiments on the thermal shock resistance of materials and in the potential applications of lasers to the machining and heat treating of glass. We describe a method of measuring the damage probability distribution function for laser irradiated glass and develop a model to predict the temperature and stress distributions as a function of time. The experiments and model show that for CO₂ laser pulse lengths less than 1 ms, the mode of failure is by fracture under tensile stress that is induced on cooling after heating a thin layer near the surface beyond the annealing point.