本文關鍵詞：一種基于激光輻照熱效應的薄膜參數(shù)反演方法

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【摘要】：本文研究并建立了一種基于激光輻照熱效應的薄膜參數(shù)反演方法.首先給出激光輻照薄膜產(chǎn)生溫升問題的熱傳導理論模型,并利用拉普拉斯變換得到了膜層和基底溫度場的解析解;然后以膜層和基底的導熱系數(shù)為反演參數(shù),基于非線性共軛梯度算法給出反演基本原理及流程,并推導得到了反演過程中靈敏度系數(shù)的解析表達式;以aluminum,silver,copper和gold四種金屬薄膜為例,通過與有限元法的計算結果對比驗證了溫度場解析解的正確性;最后結合四種金屬薄膜進行了參數(shù)反演,通過考察分析不同隨機噪聲等條件下的參數(shù)反演結果,驗證了本文方法在薄膜參數(shù)反演精度與反演效率等方面的有效性.反演結果顯示:本文方法具有較高的反演精度和效率,在迭代截止誤差為10~(-7)時只需用少于20次迭代就能收斂;在測量數(shù)據(jù)中加入的隨機噪聲越小,反演的迭代收斂次數(shù)就越少,即使是在迭代初值與反演結果相差較大時,用包含5%隨機噪聲的測量數(shù)據(jù)反演也能快速收斂.本文提出的薄膜參數(shù)反演方法不僅適用于反演導熱系數(shù),也可擴展用于反演膜層反射系數(shù)或吸收率等參數(shù),具有一定的適用性.本文方法對于激光加工或激光損傷過程中的參數(shù)反演及優(yōu)化具有一定的指導意義.
【作者單位】： 長春理工大學理學院;
【關鍵詞】： 參數(shù)反演 激光輻照 熱效應 非線性共軛梯度
【基金】：長春理工大學青年基金(批準號:XQNJJ-2014-03)資助的課題~~
【分類號】：TN24;O484
【正文快照】： 1引言激光與薄膜相互作用研究可以為揭示薄膜的激光損傷機理、提高薄膜抗激光加固能力等提供理論依據(jù)與技術支撐,近年來受到普遍關注.王穎等[1]基于層狀介質(zhì)電磁場理論,采用數(shù)值方法研究分析了激光入射角度對薄膜溫度場分布影響特征與規(guī)律.趙元安等[2]通過引入散射系數(shù)等參量

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