皮秒激光烧蚀Al膜的理论分析与实验验证

摘要：

为研究Al膜受短脉冲激光作用时的能量传输过程,建立了一维半经典双温热传导模型.根据材料加工过程的熔化现象,对模型的相变区域进行有效设置.通过有限元法求解,得到晶格温度随时间分布的规律.根据自由电子气理论优化了模型,得到Al膜表面反射率和热吸收系数随时间的分布图.得到了激光辐照所产生热电场的分布规律,并分析了电子温度梯度对其影响.描绘出电子漂移运动速度的分布规律,证实激光作用产生的热电场是电子漂移运动的主导因素,发现最大漂移速度位置随时间的延长而加深.对激光作用后的晶格温度进行了区域性分析,定义了过热加热区,并得到激光烧蚀深度随时间的变化关系.实验结果表明,不同功率皮秒激光烧蚀Al膜的深度接近于理论计算结果.

关键词：激光技术、半经典双温方程、有限元方法、自由电子气理论、热电场

所属期刊栏目：35

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：2014-07-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：754-760