长脉冲激光辐照硅材料的损伤研究
强激光一般分为高功率激光和高能量激光两种。人们一直致力于研究高能量与高功率激光。长脉冲激光具有较高的能量，硅材料是重要的红外系统窗口材料，是很多探测器的主要组成部分，当激光与探测器配合使用经常会引起损伤。所以，对硅材料的激光损伤过程的探索十分重要。本论文的主要工作如下: 1、对激光与物质相互作用的国内外研究现状做了总结，对激光损伤的定义和分类做了基本分析。 2、分析了激光参数对材料的损伤影响以及材料的自身特点对吸收激光的影响，对材料的激光损伤机理做了研究，重点介绍了半导体对光的吸收机理。 3、本文根据热传导方程的基本理论，对激光辐照材料的模型做了简单介绍，对温度场与热应力场的理论进行分析，如果半导体材料是各向同性的，在过程前后热学参数都是常数，数值模拟了长脉冲激光辐照下硅材料的温度场。模拟结果表明:靶材温升区域主要集中在激光半径的辐照区域，并且温升区域随激光能量和辐照时间的增大而扩大，沿着径向与轴向方向，温升逐渐减小。 4、数值模拟了长脉冲激光辐照靶材的热应力场。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，在激光能量与脉宽等参数相同的情况下，材料受到的热应力随激光光斑的增大而减小。
长脉冲;温度场;热应力;激光辐照;硅材料;损伤过程
长春理工大学
硕士
光学
张喜和
2013
中文
TN241
47
2014-09-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）