EL LÁSER, LA LUZ DE NUESTRO TIEMPO
La ablación inducida por plasma o ablación ultrarrápida es un proceso
que tiene lugar cuando se emplean intensidades elevadas y el tiempo de interacción es extremadamente corto (por debajo de los picosegundos). El proceso
se puede describir a través de una serie de etapas:
L
A
S
O
1. Ionización multifotónica o por efecto túnel: dada la elevada intensidad
(1011-1013 W/cm2), se inducen procesos no lineales de ionización de los
átomos y moléculas del tejido.
2. Los electrones liberados absorben a su vez radiación mediante un mecanismo conocido como bremsstrahlung inverso, gracias al cual adquieren velocidad y, por tanto, energía cinética. Al ser acelerados,
colisionan con electrones aún ligados a átomos o moléculas, de manera que éstos son liberados. La repetición de este proceso mientras
dura la interacción láser produce un efecto de avalancha que genera
un plasma denso de electrones.
3.
C A
N
A
M
A y, dependiendo de la intensidad de la radiación
Llegados a este
L punto
A
Sque se haya sometido al tejido, se pueden producir dos fenómenos
a la
diferentes que conducen a la eliminación del material y que pueden coexistir. Cuando la intensidad no es excesivamente alta, se crea un campo
cuasielectrostático muy intenso entre la carga negativa del plasma y la
carga positiva de los iones. Cuando la intensidad de ese campo es lo suficientemente grande como para superar la energía de los enlaces iónicos o moleculares, se produce la rotura de los mismos y la eyección de
material en el proceso conocido como explosión de Coulomb.
L
A
S
O
4. Si la intensidad es muy alta, la energía en exceso se emplea en provocar un incremento local de la temperatura muy rápido alcanzando
órdenes de magnitud superiores a la temperatura de fusión o vaporización de los materiales, lo que conduce a una elevadísima presión en
la zona irradiada y consecuentemente a la expansión adiabática de
esa región, produciendo la eyección de material de forma explosiva.
Este proceso se conoce como explosión de fase. A pesar de que este
proceso es de naturaleza térmica, la rapidez con la que se produce es
tal que la zona afectada térmicamente está limitada a escasas micras
en el material irradiado.
Estos fenómenos se producen cuando el tiempo de interacción del láser
con el material es inferior a las decenas o centenas de picosegundos, ya que
ése es el tiempo en que los electrones transfieren su energía a los iones. Por ello,
se utilizan láseres de pulsos de femtosegundos que, como vimos en el Cap. 4,
operan tanto en el infrarrojo como en el visible o ultravioleta. En la Fig. 7.6 podemos ver un esquema en el que se aprecia la diferencia entre la ablación ultrarrápida y la ablación térmica.
C A
N
M A
A
L
S A
101