在脉冲持续时间范围从300 fs到1 μs的范围内,探测散热维度到激光除
Optics express
|November 29, 2023
概括
我们开发了一种方法来测量激光切除过程中的散热维度. 热过程在5 ps以上的脉冲持续时间中占主导地位,而非热效应则是铜中较短持续时间的关键.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理 物理学 物理
- 激光-物质相互作用 激光-物质相互作用
背景情况:
- 激光切除是一个复杂的过程,受热和非热机制的影响.
- 了解散热对于控制激光切除结果至关重要.
- 之前的方法缺乏定量方法来确定散热维度.
研究的目的:
- 提出一种定量方法,用于确定激光切除过程中的散热维度.
- 为化条件推导一个分析表达式,包括热扩散维度.
- 用铜除数据实验验证衍生表达式.
主要方法:
- 在单脉冲激光照射下化条件的分析表达式的导出.
- 实验测量铜的多次射击除值在广泛的脉冲持续时间 (六个数量级).
- 将实验数据与衍生分析表达式进行比较,以确定散热维度.
主要成果:
- 分析表达式准确地描述了融条件,并结合了热扩散维度.
- 对铜的实验结果显示,主导机制的转变大约在5皮秒 (ps) 左右.
- 在脉冲持续时间长于5 ps的过程中,散热过程占主导地位,而在较短的过程中,非热过程占主导地位.
结论:
- 拟议的定量方法有效地确定了激光切除中的散热维度.
- 这些发现突显了在皮秒时间尺度上激光切除物理学的关键转变.
- 这项工作为了解和优化激光切除过程提供了一个新的工具.


