不同延时的组合脉冲激光致硅表面损伤研究

来源：激光技术杂志2020年第6期北京时间：

作者：吕雪明, 李泽文, 张检民, 倪晓武

摘要：为了研究组合脉冲激光与单晶硅材料的相互作用过程，采用两束脉宽分别为7ns和1ms的脉冲激光复合作用的方式，进行了单束毫秒脉冲激光和组合脉冲激光辐照硅片的实验研究，并结合数值计算对比了两种激光工作模式辐照造成的表面损伤形貌；根据组合脉冲激光延迟时间的不同将损伤形貌分为3类，对熔融深度和表面损伤半径做了进一步的研究。结果表明，组合脉冲激光的损伤效应更为严重，包括解理裂纹、烧蚀和皱褶，表面损伤半径主要取决于入射毫秒脉冲激光的能量密度，而熔融深度随延迟时间的增加而减小；毫秒脉冲激光的预加热以及纳秒脉冲激光造成的表面损伤与后续毫秒脉冲激光的相互作用，使得组合脉冲激光具有更好的损伤效果。该研究结果可为今后组合脉冲激光加工半导体材料提供参考。

关键词：激光技术, 组合脉冲激光, 硅, 损伤形貌, 延迟时间