长脉冲激光辐照硅材料热应力的数值模拟

采用matlab数值模拟了长脉冲激光辐照硅材料的热应力分布,模拟了材料的径向与环向热应力,分析了激光参数与辐照时间对热应力的影响。结果表明：在材料损伤过程中环向应力起主要作用,材料所受到的应力随时间的增加而增大,激光功率密度越大,材料的损伤阈值越小,越容易发生破坏。     

激光损伤1064nm增透熔石英的热应力数值模拟研究

研究并建立了激光损伤1064nm增透熔石英的理论模型,采用数值模拟方法计算了1064nm增透熔石英内部的瞬态温度场和应力场分布,分析了激光对1064nm增透熔石英的损伤机理。结果表明：激光对1064nm增透熔石英的损伤存在一定的累积效应,其效果使材料的损伤程度加剧,材料内部沿径向的温度梯度较大,沿轴向产生的温度梯度较小。在应力损伤中,环向应力起主要作用。1064nm增透熔石英发生损伤时,主要从激光作用中心点或光斑半径边缘附近开始。     

强激光辐照对无氢DLC膜光学特性的影响

为了探索类金刚石薄膜激光损伤的原因,研究了在激光作用下类金刚石薄膜的光学性能和结构的变化.采用非平衡磁控溅射(Unbalance Magnetron Sputtering,UBMS)在Si基底上制备了无氢类金刚石薄膜(Diamond-Like Carbon,DLC).利用激光损伤测试系统对无氢DLC薄膜进行激光辐照,激光波长为1064 nm,脉宽为10 ns.对辐照前后进行了透过率、激光损伤阈值(Laser-Induced Damage Threshold,LIDT)及拉曼光谱测试.研究结果表明:当激光辐照能量密度从0升高至0.93 J/cm2时,透过率峰值从67.06％降至58.27％;当激光能量密度一定,脉冲次数从0增加至3时,透过率峰值从67.06％降至57.65％,LIDT从0.94降至0.50 J/cm2,通过对Raman光谱进行分析认为辐照过程中sp3向sp2的转变是导致透过率和LIDT降低的重要原因.     

不同波长激光对半导体Si表面的损伤机制

为了研究不同激光对半导体Si表面的损伤机制,实验中采用扫描电镜记录1064 nm激光和248 nm激光对单晶Si材料的表面损伤.通过比较,发现在紫外光辐照下Si表面熔融效应明显并且出现了清晰的周期性条纹.经分析认为表面损伤主要是热应力、激光自持爆轰波的冲击压力和蒸发波的反冲力所导致,损伤形貌的差异则源于材料对不同激光的吸收系数有显著差别.     

激光辐照薄板温度场的有限元计算

激光束加热各向同性的均匀物体,通过激光能量的吸收和热扩散,引起物体边界上和内部的热流运动,使得各处的温度不同程度的上升．受到激光辐照时,材料表面或一定深度内吸收光能而转化的热量以热传导形式向内部扩散,引起材料内部的非均匀温度场．利用Marc软件和接口子程序对激光辐照的金属板材进行一系列的计算,计算结果表明,激光辐照半径越大、功率密度越高、辐照时间越长、板材厚度越小温度就越高．同时也证明了用Marc软件计算温度分布是可行的,尤其是能把薄板厚度分层来计算,并配合编写相应的接口子程序,从而有利于进一步研究关于激光辐照下的热应力、热应变的有限元分析和计算问题．     

1μm激光对光学薄膜的损伤

本文采用不同的高折射率薄膜材料,分别镀制了增透模和高反模,送往三个不同的实验室,在不同条件下进行了1μm的损伤阈值测试,对薄膜的弱吸收也进行了测试,并比较了膜系结构、薄膜材料、吸收和薄膜缺陷密度对其激光损伤阈值的影响。     

10.6μm激光分束镜的研制

本文针对激光分束镜的使用要求,着重介绍了10.6μm处1∶1分光且误差不超过±5%薄膜的研究与制备工艺。根据膜系设计基本理论,分别选取Ge和ZnS作为高、低折射率材料,借助膜系设计软件设计满足要求的膜层,并采用电子枪离子辅助沉积系统进行制备。通过优化镀膜工艺参数,在ZnS基底上制备了10.6μm处（透过率/反射率=49.5∶50.5）满足使用要求的薄膜,膜层具有较好的光学性能,其抗激光损伤、牢固度等性能指标均满足要求。     

高能激光薄膜损伤检测及其制备关键技术

正为了满足特定的光学性能,光学元件表面均需要涂覆薄膜。随着大功率、高能量激光系统的发展,传统光学薄膜的抗激光能力受到了挑战:一是薄膜在强激光作用下是否损伤的评判以及抗损伤能力的测试问题,二是高损伤阈值薄膜的制备问题,目前国内尚没有有效的检测手段和测试设备。西安工业大学研究了激光薄膜损伤阈值的测试标准及规范,发展和丰富了散射法、等离     

HfO2高激光损伤阈值薄膜的制备及特性研究

采用水热合成技术,制备了HfO2胶体,用旋涂法镀制了单层HfO2介质膜.采用XRD,椭偏仪,红外光谱(FTIR)等方法对薄膜进行了测试和表征,用输出波长为1 064 nm,脉宽为10 ns的电光调Q激光系统产生的强激光测试其激光损伤阈值.研究了热处理温度对薄膜厚度、折射率、红外光谱、晶态以及激光损伤阈值的影响,并对薄膜的激光损伤形貌进行了分析.研究结果表明HfO2薄膜的折射率可达到1.655;采用150 ℃左右的温度对薄膜进行热处理可以提高薄膜的激光损伤阈值,此时薄膜的激光损伤阈值高达42.32 J/cm2(1 064 nm,10 ns),大大高于物理法制备的HfO2薄膜的激光损伤阈值(8.6 J/cm2,1 064 nm,12 ns).     

ZnS薄膜在532nm波长激光辐照下的光谱透射及激光损伤特性

为探究ZnS薄膜的激光辐照效应,采用热蒸发沉积技术制备了ZnS薄膜,探究了薄膜在532nm波长激光诱导辐照下,不同能量阶和不同脉冲数对薄膜折射率、消光系数、损伤形貌、表面粗糙度和激光损伤阈值的影响。研究结果表明:ZnS薄膜的平均损伤阈值为1.59J·cm-2,用平均阈值能量的60%对薄膜进行辐照处理后,可将ZnS薄膜在532nm处的折射率从2.360 4提高到2.384 9 (15脉冲辐照)。用5脉冲辐照薄膜表面后,薄膜的消光系数会随着激光能量的增加而减小。532nm激光辐照下,ZnS薄膜经历了从轻度损伤到极度损伤的缓慢演变阶段。在5脉冲的基础上,增加激光的辐照能量会使薄膜的表面粗糙度Ra下降,最大可由1.52nm下降到0.429nm。     

空心激光辐照薄膜产生温度场与应力场的数值模拟与分析

为了考察空心激光辐照下膜层的温度场及应力场的分布特征,基于传热学及弹性力学理论,建立空心激光与膜层相互作用的热应力模型。利用有限元数值分析方法求解物理模型,通过对数值结果的分析,可以得出随着激光能量的增强,温升增大,其应力也随之变大的特征及变化规律。其结果可为激光与光学薄膜相互作用提供一定的理论依据。     

The Antibacterial Effect of Silver-carrying B_2O_3-SiO_2-Na_2O Glass Material

1Introduction Atypicalpneumoniuahappenedearlyinthisyearre ceivedsignificantattentioninthewholeworld.Forthis reason,anincreasingattentionhasbeenpaidtorestraining andkillingtheharmfulbacteriaandvirus,andtobuilding ahealthyenvironment,sotheantibacterialmater…     

脉冲激光沉积(PLD)原理及其应用

脉冲激光沉积薄膜是近年来发展起来的使用范围最广,最有希望的制膜技术.通过从激光与材料相互作用理论出发,分析了激光烧蚀材料等离子体羽辉的空间运动特征与成分分布,以LCMO为对象,对PLD系统脉冲激光沉积薄膜过程中薄膜质量与衬底温度、靶材-衬底距离、氧压、激光脉冲能量、激光频率等参数关系进行了实验研究,得出在单晶衬底上沉积LCMO薄膜的最佳实验参数.同时用XRD衍射谱和SEM分别对膜的成键情况和表面形貌作了分析,结果表明脉冲激光沉积(PLD)是一种很好的镀膜方法,所制备的膜质量较好.     

脉冲激光沉积（PLD）原理及其应用

脉冲激光沉积薄膜是近年来发展起来的使用范围最广，最有希望的制膜技术。通过从激光与材料相互作用理论出发：分析了激光烧蚀材料等离子体羽辉的空间运动特征与成分分布，以LCMO为对象，对PLD系统脉冲激光沉积薄膜过程中薄膜质量与衬底温度、靶材一衬底距离、氧压、激光脉冲能量、激光频率等参数关系进行了实验研究，得出在单晶衬底上沉积LCMO薄膜的最佳实验参数。同时用XRD衍射谱和SEM分别对膜的成键情况和表面形貌作了分析，结果表明脉冲激光沉积（PLD）是一种很好的镀膜方法，所制备的膜质量较好。     

The Antibacterial Effect of Silver-carrying B2O3-SiO2-Na2O Glass Material

The antibacterial effect of carrying silver B2O3-SiO2-Na2 O gloss material was studied by means of antibacterial ring, nephelometery , MIC value, thin film attachment and microcalorimetry , respectively.The experimental results of five kinds of antibacterial test methods are almost identical and can verify that carrying silver B2 O3-SiO2-Na2 O glass material exerts an excellent antibacterial performance. Antibacterial ring and nephelometety are simple, quick, but the precision is restrictive. MIC value, thin film attachment method and meicrocalorimetry can quantitatively compare the antibacterial effects of the antibacterial glass material. Compared with the traditional microbe test methods, the microcalorimetry can analyze the inhibiting effect of the cell‘ s growth and metabolism on the antibacterial gloss material by monitoring the thermal effect continuously and automatically .     

MOCVD生长GaN薄膜的实时干涉曲线分析

金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长系统中通常用激光干涉曲线对材料生长进行实时监控.根据薄膜干涉原理,通过建立反射模型,对GaN薄膜的生长干涉曲线振幅的变化与其生长模式及表面粗糙度的关系进行了详细的阐述和分析.结果表明：干涉曲线中的振幅会随薄膜表面粗糙度的增大而衰减,其衰减程度与粗糙的变化快慢有关,根据材料的实时干涉曲线可揭示其在不同生长过程中的生长模式和定量分析样品表面粗糙度.     

红光Nd:YAG激光器用光学薄膜的研制

从产生660nm红光Nd:YAG激光器制作机理出发,分析了其使用的几种光学薄膜,采用光学薄膜理论的矢量合成方法.利用计算机膜系设计软件优化.并经过适当修正后得到便于控制的短波通膜系、二倍频高反射膜系,选择适当的薄膜材料和工艺参数,制备出与理论计算结果相吻合的几种光学薄膜,满足技术指标要求.     

Optimization of processing parameters for laser powder deposition using finite element method

In order to investigate the effects of powder materials and processing parameters on thermal and stress field during laser powder deposition (LPD), a finite element model was developed with the help of ANSYS software. The finite element model was verified by the comparison between the experimental results and computed results. Then LPD processes with different powder materials and processing parameters were simulated by using the FE model. The results show that less difference of thermal conductivity and thermal expansion coefficient between powder material and substrate material produces lower residual stress; higher laser power, laser scanning speed and smaller laser beam diameter can lead higher peak temperature and higher residual stress. The research opens up a way to rational selection of the powder materials and processing parameters for ensured quality.     

基于纯声子散射模型的纳米薄膜热传导分析

起粘结作用的薄膜结构厚度达到纳米尺度时,应用由微尺度观点建立的非傅立叶热传导模型分析其性能。文章采用纯声子散射模型分析绝缘薄膜结构的温度场和热应力,并与用在宏观尺度下的傅立叶热传导模型所得结果进行比较,同时研究绝缘薄膜结构热物理性能参数对温度场和热应力的影响。研究表明：采用纯声子散射模型分析结果与傅立叶热传导模型所得结果有明显区别,绝缘薄膜结构热物理性能参数对温度场和热应力也有显著影响。