Neste trabalho foram realizados estudos experimentais com objetivo de caracterizar um jato de plasma gerado pelo processo de ablação a laser de vapor de cobre em amostras metálicas (alumínio, cobre e tungstênio). Apesar de poucas referências citarem o laser de vapor de cobre no processo de evaporação de metais, verificou-se que sua utilização no processo de ablação é interessante, por apresentar alta taxa de repetição (kHz). Nos experimentos para esta caracterização utilizou-se uma sonda de Langmuir na configuração cilíndrica, e os parâmetros medidos do jato de plasma foram: temperatura e densidade de elétrons, densidade de íons e velocidade de expansão das partículas do plasma. Os resultados destes parâmetros foram obtidos em função do tempo, da intensidade do laser de vapor de cobre e da distância entre o alvo e a sonda. O limiar de intensidade do laser no processo de ablação dos metais também foi inferido, de forma teórica e experimental. A análise dos resultados deste estudo foi embasada pela Teoria de Sonda de Langmuir juntamente com aproximações da Teoria de Expansão Hidrodinâmica, adequada para tratamento de plasmas em expansão. Os valores típicos de temperatura de elétrons foram da ordem de 15 eV, de densidade de elétrons e íons foram da ordem de 108-109/cm3 e de 109-1010/cm3, respectivamente. O valor de velocidade de expansão do plasma, foi da ordem de 10 km/s para todas as amostras evaporadas.

Neste trabalho, são apresentados os detalhes do projeto, da construção e do desenvolvimento de um laser de CO2 de alto fluxo. O trabalho surgiu de necessidades específicas do Laboratório de Desenvolvimento de Aplicações de Laser e Óptica (DedALO) da Divisão de Fotônica do IEAv, onde é necessário um laser de CO2 contínuo, com potência da ordem de 1 kW e que possa ser operado como amplificador de um oscilador pulsado de baixa potência, para aplicações em processamento de materiais, propulsão a laser e evaporação de metais utilizados nos projetos de separação isotópica. Por meio de estudos teóricos e observações práticas, procurou-se reunir o maior número de dados disponíveis para a montagem de lasers de CO2 de alto fluxo. São apresentados os detalhes de projeto da cavidade ressonante, do trocador de calor, resistor ballast, sistema de vácuo, sistema elétrico e sistema de fluxo. São também descritos os componentes, a sua montagem, técnicas de alinhamento de espelhos, medição de potência e de fluxo. Com o primeiro protótipo foram obtidos 200 W de potência contínua, uma eficiência de conversão de energia elétrica em óptica de 13%, quando operando com uma pressão ótima de 24 Torr (3200 Pa) de uma mistura padrão de 10% de CO2, 10% de N2, 80% de He, com uma vazão de 0,121 m3/s. Estes resultados são comparados com os previstos pelos modelos utilizados e é verificada uma boa concordância entre eles.