VO2薄膜受脉冲激光辐照实验及理论计算

摘要：

为了探究在脉冲激光辐照VO2薄膜过程中,影响薄膜相变响应时间的因素,基于COMSOL对辐照过程进行仿真计算.建立辐照VO2薄膜的物理模型,并设置模型的边界条件,利用红外脉冲激光辐照三组通过分子束外延法制备的VO2薄膜,间接得到了薄膜平均吸收率,并将吸收率实验数据带入计算模型中.在仿真计算中,考虑了激光的功率密度.薄膜基底厚度和薄膜初始温度等因素对仿真结果的影响.实验结果表明:增大激光功率密度和初始温度.减小基底厚度均可缩短薄膜辐照中心相变时间,并且相变时间和激光功率密度呈指数衰减趋势.5 000 W/mm2的激光辐照基底厚度分别为0.15 mm、0.3 mm、0.5 mm的三组VO2薄膜,达到相变的时间分别为157 ns、250 ns、455 ns,相变时间随薄膜初始温度升高线性减小.在入射激光功率不明确时,可以通过给VO2薄膜施加一个接近相变点的偏置温度,适当控制薄膜基底厚度等来缩短相变时间,这对VO2薄膜防护激光干扰中相变响应时间的相关研究具有一定的借鉴意义.

关键词：激光辐照、防护激光干扰、相变响应时间、COMSOL仿真、VO2薄膜

所属期刊栏目：47

分类号：O434.14(光学)

资助基金：国家杰出青年科学基金61405248;脉冲功率激光技术国家重点实验室主任基金SKL2013ZR03

在线出版日期：2018-12-21（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：103-109