Al/SiO2芯/壳纳米结构介导飞秒激光诱导击穿机理研究

摘要：

针对Al/SiO2芯/壳纳米结构介导飞秒激光诱导水击穿过程涉及的物理场进行了计算,在飞秒激光脉冲与纳米结构的相互作用下,纳米结构沿激光偏振方向的近场增强,造成邻域介质水出现电离击穿.对纳米尺寸下铝纳米粒子的介电函数进行了修正,利用COMSOL软件自带模块以及自定义方程接口,对击穿过程涉及的电磁场模型、双温模型、等离子体模型和传热模型进行了全耦合计算.主要分析了纳米粒子单体、二聚体和三聚体的近场增强,飞秒激光的击穿阈值,纳米粒子的品格温度变化以及水等离子体的温度变化,计算结果表明,Al/SiO2芯/壳纳米结构可以大幅降低飞秒激光对水的击穿阈值,聚合态纳米粒子的近场增强能力强于单体,单体的晶格温度高于熔点,二聚体和三聚体的晶格温度低于熔点.聚合态Al/SiO2芯/壳纳米结构在介导飞秒激光诱导水中空化、诱导细胞转染等应用中极具潜力.

关键词：激光技术、激光诱导击穿、铝纳米结构、相互作用机理、多物理场耦合

所属期刊栏目：48

分类号：TN241(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家重点研发计划;科技计划;宿迁学院科研创新团队;宿迁学院重点研究项目

在线出版日期：2021-09-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：193-204