脉冲激光烧蚀过程中靶材表面熔融前温度分布与激光功率密度分布的研究

摘要：

用较为符合实际的高斯分布表示了脉冲激光输出功率密度分布,讨论了脉冲激光功率密度分布函数形状变化对烧蚀过程中靶材表面熔融前温度分布的影响.建立了考虑热源项的热传导方程,并给出了相应的边界条件.以Si为例,用有限差分方法模拟了温度随时间、位置的变化规律,模拟过程中强调了对边界条件的处理,使整体截断误差保持最小.通过改变脉冲激光功率密度分布函数的形状,分析了温度分布的变化.结果表明,相比恒定脉冲功率密度输出,功率密度高斯分布的激光束与靶材作用时高温阶段的温度变化率变大,靶材表面熔融时刻热扩散距离增加;当激光器上升沿变陡时,在有效作用时间内温度上升得更快,对加工区域周围热效应的影响明显减弱,而热扩散距离变小.

关键词：脉冲激光、熔融、功率密度、有限差分方法

所属期刊栏目：6

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

在线出版日期：2008-05-14（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：22-25,36