發(fā)布時(shí)間：2021-04-21 19:34

　　單晶硅廣泛應(yīng)用于光電系統(tǒng)領(lǐng)域,在激光作用下易于造成熱損傷,其性能將發(fā)生顯著變化。針對高精激光武器和激光精細(xì)加工產(chǎn)業(yè)的迫切需求,從仿真和實(shí)驗(yàn)兩方面,研究脈沖串毫秒激光作用單晶硅的熱損傷問題,分析激光能量密度、脈沖個(gè)數(shù)等與熱損傷的重要特性參數(shù)溫度的關(guān)系,探索損傷規(guī)律和機(jī)理。基于熱傳導(dǎo)方程建立毫秒脈沖激光輻照單晶硅的熱損傷模型,利用有限元、有限差分方法求解脈沖串毫秒激光作用單晶硅的溫度場;模型中引入等效比熱容的方法處理熔融和汽化后的相變問題,實(shí)現(xiàn)了對模型溫升的修正。構(gòu)建毫秒脈沖激光損傷單晶硅的溫度測量系統(tǒng),利用高精度點(diǎn)溫儀對脈沖時(shí)間內(nèi)的激光輻照中心點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。結(jié)果表明:脈沖串激光作用單晶硅靶材時(shí),激光輻照中心點(diǎn)及徑向、軸向位置具有溫度累積效應(yīng),徑向溫升范圍遠(yuǎn)大于軸向;隨激光能量密度增加,溫度累積效應(yīng)顯著;隨著脈沖個(gè)數(shù)的增加,單晶硅靶材熔融固化時(shí)間和從熔點(diǎn)降至常溫的時(shí)間加長;激光脈沖個(gè)數(shù)增加90個(gè)時(shí),單晶硅熱損傷閾值下降到單脈沖損傷閾值的73.8%;當(dāng)脈沖個(gè)數(shù)增加后,單晶硅損傷面積增大。實(shí)驗(yàn)與仿真研究結(jié)果對比可以看出,兩方面研究結(jié)果的規(guī)律基本一致,仿真模型可以合理地描述毫秒脈沖激光損傷... 

【文章來源】：工程科學(xué)與技術(shù). 2020,52(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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