毫秒激光致固体靶材熔融喷溅的比较实验研究

来源：激光技术杂志2018年第4期北京时间：

作者：张梁, 倪晓武, 陆健

摘要：为了研究毫秒激光致硅靶的熔融喷溅机理，采用阴影法，通过高速CCD获得了毫秒激光与固体靶材（硅靶和铝靶）相互作用的序列阴影图，研究了毫秒激光致固体靶材的融熔喷溅过程。实验上对比了毫秒激光致硅靶和铝靶熔融喷溅过程的不同，并对毫秒激光致固体熔融喷溅形成的机制进行了讨论。根据两种靶材融熔喷溅机理不同，解释了两种靶材融熔喷溅物的形貌、喷溅角度、喷溅物分布和喷溅物亮度不同的原因。结果表明，毫秒激光对两种靶材均能产生气化和熔融喷溅过程，但气化强度和熔融喷溅物的形态、亮度均不相同；激光作用硅靶时，作用区域所产生的气化现象不明显，熔融喷溅物呈液滴状，其亮度强于背景光，熔融喷溅方向与靶材前表面法线所成角的最大值为45°，熔融喷溅物分布在其间；而激光作用铝靶时，作用区域的铝靶所产生的气化现象更加明显，熔融喷溅物呈线状不透明流体，其亮度低于背景光，熔融喷溅方向与靶材前表面法线所成角度为20°，熔融喷溅物分布在熔融喷溅方向所在的直线周围。该研究对激光加工技术是有帮助的。

关键词：激光物理, 熔融喷溅, 阴影法, 气化, 毫秒激光