高斯与平顶光束纳秒脉冲激光物质蒸发烧蚀动力学仿真研究

doi:10.7498/aps.73.20231625

OPT OpenIR > 瞬态光学研究室

	高斯与平顶光束纳秒脉冲激光物质蒸发烧蚀动力学仿真研究
其他题名	Simulation of evaporation ablation dynamics of materials by nanosecond pulse laser of Gaussian beam and flat-top beam
	尹培琪 1,2; 许博坪 1,2; 刘颖华1,2 ; 王屹山1,2 ; 赵卫1,2 ; 汤洁1,2
作者部门	瞬态光学研究室
	2024-05-05
发表期刊	物理学报
ISSN	1000-3290
卷号	73 期号:9
产权排序	1
摘要	基于建立的纳秒脉冲激光与金属铝相互作用的二维轴对称模型,仿真研究了光束整形对纳秒脉冲激光烧蚀金属铝过程中蒸发烧蚀动力学的影响.结果表明:等离子体屏蔽对靶材的烧蚀特性具有显著影响,屏蔽效应主要体现在脉冲的中后期.对于3种激光轮廓,高斯光束的屏蔽效果最强,随着整形后的平顶光束直径的增大,屏蔽效果逐渐减弱.平顶光束与高斯光束作用下,靶材温度的二维空间分布较为不同.高斯光束作用时,靶材中心最先升温,随后温度沿径向和轴向扩散.由于平顶光束的能量分布更加均匀,因此一定径向范围内的靶材同时升温.光束整形对靶材的蒸发烧蚀动力学影响较大.对于高斯光束,靶材中心先烧蚀,随后产生径向烧蚀.由于整形后平顶光束的能量密度降低,因此靶面蒸发时间较高斯光束延后,并且一定径向范围内的靶材同时发生蒸发烧蚀.3种激光轮廓下,靶材的蒸发烧蚀形貌与光束的强度分布类似,其中高斯光束的烧蚀坑呈中间深两边浅的特点,平顶光束的烧蚀坑较为平坦.
关键词	光束整形激光与物质作用蒸发烧蚀等离子体屏蔽
DOI	10.7498/aps.73.20231625
收录类别	SCI ; EI
语种	中文
WOS记录号	WOS:001224196800019
EI入藏号	20241916068119
引用统计	被引频次：1[WOS] [WOS记录] [WOS相关记录]
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/97451
专题	瞬态光学研究室
通讯作者	汤洁
作者单位	1.中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室 2.中国科学院大学
第一作者单位	中国科学院西安光学精密机械研究所
通讯作者单位	中国科学院西安光学精密机械研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	尹培琪,许博坪,刘颖华,等. 高斯与平顶光束纳秒脉冲激光物质蒸发烧蚀动力学仿真研究[J]. 物理学报,2024,73(9).
APA	尹培琪,许博坪,刘颖华,王屹山,赵卫,&汤洁.(2024).高斯与平顶光束纳秒脉冲激光物质蒸发烧蚀动力学仿真研究.物理学报,73(9).
MLA	尹培琪,et al."高斯与平顶光束纳秒脉冲激光物质蒸发烧蚀动力学仿真研究".物理学报 73.9(2024).

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高斯与平顶光束纳秒脉冲激光物质蒸发烧蚀动（1981KB）	期刊论文	出版稿	限制开放	CC BY-NC-SA	请求全文