短脉冲激光加工双温方程的优化运算

摘要：

为研究双温方程中电子热传导项和电子与晶格耦合项对激光辐照物体表面温度场求解的影响,对这两项施加了约束条件.由于飞秒和亚皮秒激光与物质相互作用时间短,电子与晶格来不及耦合,所以对耦合项施加时间约束；根据相分离条件(CPPS),对热传导项施加空间约束.利用有限元方法建立了激光烧蚀金属铜膜表面的有限元模型.通过分析双温方程中热传导项和耦合项对计算结果的影响,发现短脉冲激光与铜金属相互作用过程中电子与晶格耦合项可以忽略,而传导项不可忽略.求解适当激光功率下的双温方程,得到了激光作用中心电子与晶格在不同脉冲宽度激光辐照下的温度变化关系.根据100fs激光作用后晶格温度场的空间分布情况,研究了激光作用的相分离区域、相爆炸区域以及熔融区域的分布情况.

关键词：短脉冲激光、双温方程、有限元、相分离(CPPS)

所属期刊栏目：33

分类号：TN241(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金10878004/A03

在线出版日期：2013-03-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1143-1148