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飞秒激光加工熔融石英的理论和实验研究
文献摘要：
对单脉冲飞秒激光加工熔融石英进行了理论和实验研究,在追踪自由电子密度、温度和激光强度时空分布的基础上,量化了飞秒激光辐照熔融石英的电子动力学及瞬态材料光学和热物理的演变过程.通过将理论预测的烧蚀阈值、深度及轮廓,和实验结果进行比较,发现了理论预测结果与实验测量结果较好吻合,验证了本文所提出的理论模型的有效性.并进一步通过理论模型,揭示了在不同飞秒激光能量密度(也称"激光通量")和脉冲持续时间(也称"脉冲宽度")的辐照下,光致电离和碰撞电离中的自由电子弛豫时间演变规律,发现了自由电子弛豫时间对材料光学性质的演变和飞秒激光能量吸收过程起着至关重要的作用.理论模拟和实验测量均发现激光能量密度对烧蚀坑的形状有很大影响,即在激光能量密度略高于烧蚀阈值时烧蚀体积与激光能量密度呈线性关系.相较于皮秒激光而言,在飞秒激光辐照下烧蚀体积随着激光能量密度的增加而增大更为明显.因此,本文提出在略高于烧蚀阈值时可获得较高的加工效率,而在远高于烧蚀阈值时可获得良好的可重复性加工.
文献关键词：
飞秒激光;激光与材料相互作用;介电材料;自由电子弛豫时间
中图分类号：
作者姓名：
潘鹏晖;吉鹏飞;林根;董希明;赵晋晖
作者机构：
北京理工大学机械与车辆学院,激光微纳制造研究所,北京 100081
文献出处：
引用格式：
[1]潘鹏晖;吉鹏飞;林根;董希明;赵晋晖-.飞秒激光加工熔融石英的理论和实验研究)[J].物理学报,2022(24):408-419
A类：
自由电子弛豫时间,烧蚀体
B类：
飞秒激光加工,熔融石英,单脉冲,电子密度,激光强度,飞秒激光辐照,电子动力学,瞬态,热物,理论预测,烧蚀阈值,实验测量,激光能量密度,光通量,脉冲宽度,照下,光致电离,时间演变,演变规律,光学性质,能量吸收,收过,理论模拟,烧蚀坑,略高于,皮秒激光,加工效率,可重复性,激光与材料相互作用,介电材料
AB值：
0.22416
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