激光辐照下金属杂质粒子及周围基质温度场分布

摘要：

为了研究金属杂质粒子周围基质温度场的分布,基于Mie理论和强吸收体热传导理论模型提出了以金属杂质粒子为球心的复合球体热传导模型,利用有限元分析思想方法和拉普拉斯变换方法,得到嵌入熔石英的金属杂质粒子周围基质的温度场分布模型.该模型适用于模拟不同半径的金属杂质粒子周围基质的温度场分布.通过研究在波长为1 053 nm,持续时间为10 ns的激光辐照下,半径为100 nm的铜杂质粒子周围熔石英基质温度场的分布结果,表明基质温度较高的区域主要集中在100～200 nm之间;在激光脉冲末端,复合球体半径约为100 nm处,基质温度达到最高;基质吸收率的大小受温度影响且与温度成正比关系,在温度场的模拟过程中基质吸收率的变化所产生的影响不容忽视.通过对基质温度场的研究分析,进一步明晰了激光诱导材料发生损伤的机理,该模型对激光诱导材料发生损伤的形态以及材料周围应力场的分布研究具有重要的意义.

关键词：激光辐照、热传导模型、复合球体、温度场分布

所属期刊栏目：38

分类号：TN244(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家科技重大专项资助项目2017YFB0405101

在线出版日期：2018-09-13（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：461-467