單晶硅廣泛應用于光電系統(tǒng)領域,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加工產(chǎn)業(yè)的迫切需求,從仿真和實驗兩方面,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、脈沖個數(shù)等與熱損傷的重要特性參數(shù)溫度的關系,探索損傷規(guī)律和機理�；跓醾鲗Х匠探⒑撩朊}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,實現(xiàn)了對模型溫升的修正。構建毫秒脈沖激光損傷單晶硅的溫度測量系統(tǒng),利用高精度點溫儀對脈沖時間內(nèi)的激光輻照中心點溫度進行實時測量。結果表明:脈沖串激光作用單晶硅靶材時,激光輻照中心點及徑向、軸向位置具有溫度累積效應,徑向溫升范圍遠大于軸向;隨激光能量密度增加,溫度累積效應顯著;隨著脈沖個數(shù)的增加,單晶硅靶材熔融固化時間和從熔點降至常溫的時間加長;激光脈沖個數(shù)增加90個時,單晶硅熱損傷閾值下降到單脈沖損傷閾值的73.8%;當脈沖個數(shù)增加后,單晶硅損傷面積增大。實驗與仿真研究結果對比可以看出,兩方面研究結果的規(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】：工程科學與技術. 2020,52(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高反射光學薄膜激光損傷研究進展[J]. 董家寧,范杰,王海珠,鄒永剛,張家斌,侯春鴿.  中國光學. 2018(06)
[2]組合激光輻照單晶硅的熱作用數(shù)值分析[J]. 張明鑫,聶勁松,孫可,韓敏.  紅外與激光工程. 2018(11)
[3]多晶硅表面皮秒激光陣列孔絨面制備[J]. 賈天代,馮愛新,陳歡,劉勇.  中國激光. 2018(10)
[4]納米硅氧多層薄膜低溫調(diào)控及其發(fā)光特性[J]. 李云,張博惠,高東澤,叢日東,于威,路萬兵.  光學精密工程. 2018(08)
[5]飛秒激光誘導硅表面高頻周期結構[J]. 李志明,王璽,聶勁松,胡瑜澤.  紅外與激光工程. 2018(01)
[6]CO2激光加熱硅芯光纖預制棒的溫場分布[J]. 何婷,趙子文,程雪麗,陳娜,王廷云.  強激光與粒子束. 2016(09)
[7]聚焦接收電極制備定向排列納米纖維陣列[J]. 劉呈坤,馮燕,賀海軍,孫潤軍,陳美玉.  四川大學學報(工程科學版). 2015(04)
[8]長脈沖激光與硅材料相互作用的溫度場[J]. 付耀龍,溫澤勝,張喜和.  長春大學學報. 2012(10)
[9]長脈沖高能激光與半導體材料的熱作用分析[J]. 丁瑋環(huán),張梁,沈中華,陸建,倪曉武.  紅外與激光工程. 2007(S1)



本文編號：3152358