能量密度对合金蚀除深度影响与弹坑形貌预测

摘要：

采用结合双温模型的分子动力学方法，研究了典型脉宽飞秒脉冲激光与镍钛二元形状记忆合金相互作用时能量密度对靶材烧蚀深度的影响。模拟了脉宽为100 fs，能量密度为0~125 mJ/cm2的单脉冲激光辐照90 nm厚镍钛合金薄膜的过程。模拟结果表明，飞秒单脉冲激光烧蚀镍钛二元形状记忆合金会产生两种不同的烧蚀相。能量密度较低时，烧蚀结果呈现弱烧蚀相，烧蚀深度较低，并且与光学穿透深度相关；能量密度较高时，烧蚀结果呈现强烧蚀相，烧蚀深度大幅度增大。采用“拼花法”对高斯飞秒脉冲激光辐照镍钛靶材的形貌进行预测，发现使用能量密度为阈值附近的飞秒激光辐照靶材时，能够获得底部较为平坦的烧蚀弹坑。

关键词：飞秒脉冲激光、烧蚀深度、双温模型、分子动力学、镍钛二元形状记忆合金、烧蚀弹坑

所属期刊栏目：31

分类号：O437(光学)

资助基金：国家自然科学基金项目11174119；湖南省自然科学基金2015JJ6098;南华大学重点学科建设项目NHXK04资助的课题

在线出版日期：2016-05-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：16-20