飞秒脉冲激光烧蚀金属的机理分析

来源：激光与红外杂志2019年第4期北京时间：

作者：许媛

单位：黄山学院信息工程学院,安徽 黄山245021；

摘要：为了深入理解超短脉冲激光烧蚀金属的机理,特别是烧蚀过程中靶面电子发射带来的影响,本文分析了飞秒脉冲激光烧蚀金属的机理,并在此基础上建立了一维热传导双温模型,模型考虑了电子热导率、热容、电子-晶格耦合系数等参数随温度的变化,以及表面热电子发射和多光子电离导致靶面的能量损失。选择波长为 800 nm,FWHM为100 fs,峰值功率密度为1.2×1017 W/m2 的高斯型单脉冲激光辐照铜靶进行数值模拟。并对计算数据进行分析,结果表明:多光子电离所导致的电子发射比热电子发射要强,但是热电子发射持续的时间长；多光子电离导致的电子发射带走的靶面能量比较大,在分析飞秒烧蚀过程中不可忽略。

关键词：飞秒激光烧蚀;金属;双温模型;电子发射

基金资助：安徽省科技厅2017年重点研究与开发计划(No.1704a0902037,No.1704e1002208);安徽省教育厅重点自然科学研究项目(No.KJ2018A0407);黄山学院校级科研启动项目(No.2017xkjq003,No.2018xkjq002);黄山市科技计划项目(No.2017KG-06)资助