飞秒激光与材料相互作用中的超快动力学

飞秒激光以其超快超强特性可以实现三维复杂结构的微纳级别精密制造。超快光场与材料相互作用过程中存在大量新现象、新效应和新机制,亟待揭示。本文简要介绍飞秒激光与材料相互作用的基本过程以及飞秒激光泵浦探测技术的发展历程。首先重点阐述了高斯型飞秒激光与材料相互作用超快动力学的研究进展,根据不同的时间尺度分别对相互作用过程中的光子与电子相互作用、电子与晶格相互作用过程、相变,以及等离子体/冲击波喷发等过程的观测与机制分析进行总结;随后针对基于电子动态调控新方法的飞秒激光加工超快动力学进行综述,分析对比了其与传统飞秒激光和材料相互作用超快动力学的差异;最后针对该领域的发展方向进行了展望。     

高功率激光与材料相互作用机理研究进展

本文综述了高功率激光和材料相互作用物理机理研究现状和存在问题,着重阐述了笔者在这方面已进行的理论和实验工作,并指出了本方向可继续进行的研究工作。     

非线性高能激光防护材料研究进展

高能激光武器对军事目标的生存构成严重威胁,开展高能激光防护技术研究显得尤为重要。在分析高能激光防护材料基本工作原理的基础上,分别对基于三阶非线性效应、热致相变效应和多种效应复合的三类典型高能激光防护材料的防护原理及其研究进展进行了阐述,并对非线性高能激光防护材料的发展趋势进行了展望。     

高能脉冲激光作用下材料表面温度变化的实验研究

通过在高能脉冲激光照射下材料表面温度变化的实验研究,测量了在高能量、极短时间尺度、温度变化率极大的情况下材料表面的温升速率和温度变化规律。通过比较在不同参数的高能脉冲激光加热下材料表面温度的变化曲线,发现激光脉冲的功率密度会影响表面温度的温升和温升速率,脉冲宽度影响材料表面温度的变化趋势,随着激光脉冲宽度的减小,材料表面工变化会出由符合傅立叶导热规律向偏离立叶导规律的逐渐转变,出现了“二次升温”等     

飞秒激光与宽带隙材料相互作用机理研究

应用处于近红外区域波段的飞秒激光对宽带隙材料SiC的烧蚀机理及其相互作用过程进行了研究.分别采用扫描电子显微镜(SEM)、表面粗糙度轮廓仪(Talysurf)和光学显微镜(OM)等分析技术对烧蚀区和未烧蚀区的表面微观形貌进行了检测和评价.不仅在烧蚀表面观察到了烧蚀区、定向波纹区和改性区等不同形貌特征,而且对加工阶段进行分离.并求出加工SiC时强烧蚀和弱烧蚀的阈值分别为0.13 J/cm2和0.61 J/cm2.根据实验结果得到了加工参数与烧蚀形貌之间的映射关系,发现入射激光的能量是决定材料去除方式的关键参数.     

激光等离子体淀积硅薄膜过程动力学研究

采用强TEA CO_2脉冲激光辐照SiH_4/H_2系统,对SiH_4激光等离子体淀积硅膜进行了研究,测量了膜淀积及膜性能随淀积条件的变化关系.同时采用光学发射光谱、光声激光偏转方法对其基本的微观和宏观动力学过程进行了研究,在此基础上初步建立了膜淀积的物理模型,计算了膜淀积速率、膜面积等,结果与实验符合得较好.     

高能激光与K9玻璃相互作用仿真实验研究

随着激光技术以及激光武器的快速发展,研究激光与物质的相互作用变得越来重要。本文介绍了K9玻璃的光学特性,利用Tracepro光学仿真软件,模拟仿真高能激光通过K9光学玻璃时,与光学玻璃的相互作用问题(反射、散射、吸收),得到了影响高能激光与K9玻璃相互作用的关键因素,并通过实验验证了结论的正确性,为下一步激光武器的研究提供了借鉴意义。     

Sm Co5永磁材料激光打孔过程的研究

本文对SmCo5永磁转子在脉冲激光打孔过程中合金组织、结构和成分的变化做了实验研究和分析。这些结果为正确选择最佳激光参数提供了科学依据。     

固体激光材料研究的进展

本文评述了近期固体激光材料在高平均功率、高效率、可调谐、多波长等方面研究的进展。     

激光与透明类非金属材料相互作用的实验研究

实验验证了激光在透明类材料内部聚焦并进行切割的可行性 ,得出了激光参数与扫描速度匹配的一般性原则。本文的结果在工艺品制作等方面可以开拓激光的应用范围     

砷化镓材料与激光相互作用的实验研究

从实验的角度对本征砷化镓与激光的相互作用进行了研究。首先,采用不同功率的Ｎｄ：ＹＡＧ连续激光对该材料进行照射,观察其电导的变化。实验中发现,砷化镓材料对大于其长波限１．０６μｍ的激光有明显的吸收,并表现出光电导现象。对实验现象进行了分析,并对其相应的吸收机理进行了讨论。其次,对于受激光作用后的砷化镓材料样品,利用扫描电镜进行分析,得以观察到激光对材料的热学损伤效果。     

材料的激光冲击处理及其进展

本文系统论述了激光冲击处理的技术特点，意义及其强化机理，介绍了国外的研究进展，分析了其应用前景。     

激光防护材料的研究现状

本文较详细地介绍了目前国内外现有激光防护材料的种类、研究状况和各自的特点，对新型激光防护材料进行了简介，分析了激光防护材料的发展方向。     

激光与液体相互作用及其在激光推进中的应用

结合激光与液体相互作用过程在激光推进领域的应用,讨论了激光与液体相互作用的研究进展。指出了在激光与液体相互作用过程中亟待解决的问题。