中性盐溶液中激光力学效应的研究

针对激光在中性盐溶液中对靶材的力学效应问题,基于压电加速度传感器测振原理,通过对悬臂梁不锈钢靶材振动测试与分析,得到毫秒级可见波长532nm、红外波长1064nm脉冲激光在中性盐溶液中对不锈钢靶材的冲击力.结果表明:中性盐溶液中的不锈钢靶材在激光作用下受到的冲击力达到10MPa数量级;红外激光对靶材的作用力随溶液中激光传输距离的增大而减小,而绿光激光对靶材的作用力在传输距离20mm内基本不变.     

调Q激光作用水中靶材表面引起的力学效应分析

在分析强激光作用下水中靶材产生的力学效应和力学特性基础上,用基于光偏转原理制做的光纤力学传感器测量了不同激光能量的水下靶材表面的瞬态压力,得到了调Q-Nd：YAG激光等离子体冲击波和空泡射流的压力信号,并从耦合动量角度进行比较,计算出等离子体烧蚀力的冲量和射流的冲量.结果表明,空泡射流的力学效应与等离子体冲击波的一样重要,有时甚至更明显.     

激光冲击波力学效应的研究进展

激光等离子体冲击波力学效应的研究对推动激光冲击强化处理、激光冲击成形、激光诱导核聚变和激光推进等高技术的发展具有重要的意义。     

激光冲击强化力学效应的数学模型

建立了激光冲击强化宏微观力学效应的数学物理模型。揭示了激光冲击强化效果与激光能量参数、冲击波峰值压力以及材料参数等因素的内在联系。     

强激光与靶材相互作用的力学效应研究

根据模拟激光源加热金属材料的实验情况,考虑材料的物性参数随温度的变化,通过求解热传导方程得到各种情况下材料的温度时空分布,并利用热弹性本构方程,应变－位移关系以及应力平衡关系,建立了激光辐照金属材料时的轴对称热应力的计算模型,通过数值是到在不同激光强度辐照时靶材内不同时刻的温升分布和热应力分布,并对造成金属材料热应力损伤的激光阈值强度进行了讨论。     

固壁旁激光空泡生长和溃灭特性的实验研究

采用两套基于光偏转原理的光纤传感器测量了固壁旁激光空泡脉动全过程及空泡溃灭对靶材造成的破坏。通过实验获得了激光空泡在靶表面两次膨胀收缩的全过程,判定了空泡在两次脉动中对应的最大、最小泡半径和溃灭周期,并推算了空泡泡壁速度随时间的变化关系。此外,在脉冲激光作用下,水中靶材依次受到激光烧蚀压力和激光空泡在固体壁面附近溃灭时产生的射流冲击力的作用,且射流冲击力是造成靶材破坏的主要原因。     

日本的激光精密微加工

近年来,由于手提电话、微型计算机等电子产品性能的提高、尺寸减小及成本不断降低,使其正以强劲的势头不断地拓宽市场,而这主要归因于用于半导体的印刷电路板的精密微加工技术的不断创新。激光加工在光刻、钻孔、微调、焊接等领域起着至关重要的作用。例如,具有0.18μm分辨率的KrF激光器已取代汞灯现已广泛用于光刻加工。用于加工印刷电路板的激光钻孔速度已增至1000孔/s,而且大约有800台印刷电路板激光钻孔系统有望在今年进入世界市场,而这些激光加工系统绝大部分都是由日本生产的。日本激光微加工工业的发展是一项政府支持项目,而且据日本激光加工会社调查显示,激光精密微加工工业也是日本未来的发展任务。     

激光特性参数与激光生物效应

本文从国内近年来开展的多种激光生物效应实践出发,探讨激光特性参数对激光生物效应的影响。文中指出不同波长激光可对同一生物体产生同一类型变异,不同种类生物体对应最佳波长、最佳剂量不同。低剂量激光对众多生物体产生有效刺激效应。在低功率激光生物效应中空间相干性起主要作用。非偏振激光可获有效生物效应。文中还对某些实验现象作了解释。     

CO2激光对光学材料的损伤效应实验与分析

分析了激光辐照下光学材料的几种损伤形态和光学元件的激光损伤造成光电传感器的失效效应．利用连续CO2激光损伤实验装置,对K9、石英、MgF2、CaF2、CVD ZnS、多光谱ZnS和热压ZnS等多种光学材料开展了激光损伤效应实验,并对实验现象进行了分析和讨论．     

飞秒激光诱导金属功能微结构的机理与应用

介绍了飞秒激光与金属相互作用的机理以及飞秒激光在金属超加工方面的一些最新应用。基于一维双温扩散模型分析了飞秒激光与金属相互作用的超快机制;介绍了飞秒激光加工光电倍增管电极,修复光刻掩膜．诱导白炽灯丝阵列微孔等一些工业应用。     

固壁面附近空泡溃灭研究

采用自行研制的基于光偏转原理的力学传感器及压电陶瓷探针式水听器PZT,对激光诱导的空泡在固壁面附近溃灭进行了实验研究。结果表明,在脉冲激光作用下,空泡溃灭将依次产生射流和声脉冲,且射流产生时刻早于空泡溃灭时刻;空泡渍灭过程中泡能转换为声能的比例随脉动次数增加而增大;比较实验所得的声脉冲信号和射流信号,得到了声脉冲是空泡第二次溃灭过程中主要衰减方式的结论。     

脉冲激光微加工技术在MEMS中的应用

介绍了脉冲激光微加工技术及其在微机电系统(MEMS)加工中的应用。脉冲激光微加工技术能够制作出三维微型结构并具有微米／亚微米加工精度，且适用于多种材料，与传统的微细加工技术(光刻、刻蚀、体硅和面硅加工技术等)相比具有其独到之处。阐述了基于激光烧蚀的脉冲激光直接微加工技术、激光-LIGA技术、激光辅助沉积与刻蚀技术以及MEMS的激光辅助操控及装配技术。     

脉冲激光烧蚀技术的研究现状及进展

介绍了脉冲激光烧蚀技术的原理、特性及研究现状，并对其发展前景进行了展望。同时将该项技术分为纳秒激光烧蚀、皮秒激光烧蚀和飞秒激光烧蚀这三个阶段。并且介绍了该项技术在纳米材料方面的应用。     

激光等离子体和烧蚀对含能材料的激光点火过程的影响

通过测试激光点火的延迟时间、等离子体电荷通量和等离子体对激光的吸收能力，研究了激光等离子体和烧蚀对激光点火过程的影响。实验采用的含能材料为B／KNO3(m(B)：m(KNO3)=40：60)，外加5％的酚醛树脂，激光器为脉冲宽度为680μs的Nd：YAG固体激光器。实验结果表明等离子体密度随激光能量的提高而增大，而且激光等离子体的电荷通量大于燃烧流的电荷通量。当激光能量密度低于某一临界值时，点火延迟时间随激光能量密度的提高而线性变短，然而激光能量密度超过该临界值后，激光点火延迟时间保持恒定。在实验条件下，激光等离子体几乎不吸收入射的激光能量，但是点火延迟时间的变化规律表明了烧蚀会阻碍激光能量向含能材料注入。     

紫外激光刻蚀多层线路板初步研究

描述了固体倍频紫外激光在 35 5nm和 2 6 6nm ,不同聚焦透镜实验条件下 ,对多层电路板的微刻蚀实验 ,进行了其传热一维模型的理论推导 ,并得到了在实验条件下最佳的理论参数为波长 2 6 6nm ,峰值功率大于 2× 10 6J/s ,聚焦透镜焦距为 2 0 0mm ,为激光修复多层线路板的工业应用提供了一定的实验依据     

用脉冲激光沉积方法制备氮化铝薄膜

介绍了用脉冲激光沉积 (PLD)方法制备AlN薄膜的工作 ,在Si(10 0 )衬底上得到了光滑平整、透明度高的AlN薄膜 ,由实验结果拟合得到能隙宽度为 5 7eV。考察了衬底温度和退火温度的影响。     

衬底对单脉冲激光烧蚀下环境密度恢复时问的影响

假定烧蚀粒子与环境气体原子均为刚性硬球,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,对单脉冲激光烧蚀产生的硅(Si)粒子在1000 Pa环境氦(He)气中的传输过程进行了数值模拟,研究了衬底对环境密度恢复时间的影响.结果发现,衬底对粒子完全反弹和完全吸附的情况下对应的环境密度恢复时间分别为1713.2μs和1663.2μs,并且随着衬底对粒子临界吸附速度的增大,环境密度恢复时间先增大后减小.     

组织表面附着水膜层对脉冲CO_2激光骨硬组织消融的影响

评估组织表面附着水膜层对激光骨硬组织消融效果的影响。以新鲜离体牛胫骨组织为实验样品,置于速度为12 mm/s的一维电动平移台上,分别在有附着和无附着水膜层情况下使用脉冲CO2激光进行垂直照射,来回扫描5次。激光波长10.64μm,脉冲频率60 Hz,能量密度范围18~84 J/cm2,光斑直径400μm,水膜层厚度0.4 mm。辐照后,利用体视显微镜和扫描电镜(SEM)观察消融凹槽表面形貌改变和微结构变化,利用光学相干层析成像(OCT)技术测量消融凹槽深度。结果表明,组织表面附着水膜层可减少激光骨消融过程产生的碳化和热损伤,有利于清洁消融凹槽,且辐射曝光量为50 J/cm2和70 J/cm2时附着水膜层可提高消融速率。     

脉冲激光烧蚀沉积ZnSe薄膜的研究

用 2 48nm的KrF准分子脉冲激光烧蚀ZnSe靶材沉积ZnSe薄膜。靶采用多晶ZnSe片 ,衬底采用抛光GaAs(10 0 )。衬底预处理采用化学刻蚀和高温处理。原子力显微镜 (AFM )观察显示在GaAs(10 0 )沉积的ZnSe薄膜的平均粗糙度为 3～ 4nm。X射线衍射 (XRD)结果表明ZnSe薄膜 (4 0 0 )峰的半高宽 (FWHM)为 0 4°～ 0 5°。对激光烧蚀团束的四极质谱分析表明烧蚀团束主要由Zn ,Se和 2Se组成 ,并由此推断ZnSe薄膜的二维生长模式。