纳秒和飞秒激光烧蚀单晶硅的超快诊断

作     者：田润妮 王俊波 邱荣 周强 蒋勇 杨永佳 TIAN Runni;WANG Junbo;QIU Rong;ZHOU Qiang;JIANG Yong;YANG Yongjia

作者机构：西南科技大学-中国工程物理研究院激光聚变中心极端条件物质特性联合实验室绵阳621010 

出 版 物：《激光技术》 (Laser Technology)

年 卷 期：2015年第39卷第6期

页      面：765-768页

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金-中国工程物理研究院联合基金资助项目(10976025) 

主　　题：超快光学 物质喷发 超快诊断 冲击波 等离子体 

摘      要：为了研究强激光烧蚀单晶硅的超快动力学过程,采用超快时间分辨光学诊断技术,对比研究了纳秒和飞秒脉冲激光烧蚀单晶硅样品表面的动态过程,获得了冲击波、等离子体和物质喷发的产生与演化过程的时间分辨图像。对于纳秒激光,当延迟时间为200ns^300ns时,观察到物质喷发现象出现,此时喷发物为气液混合物,当延迟时间为1060ns时,喷发物为小液滴;对于飞秒激光,当延迟时间为1ns^2ns时,观察到物质喷发现象出现,喷发物为等离子体。结果表明,在样品表面,纳秒激光与飞秒激光烧蚀单晶硅的动态过程有显著的不同,特别是物质喷发时间、喷发物的状态与尺寸;纳秒和飞秒激光辐照单晶硅表面引起的物质喷发都是不连续的,在激光烧蚀单晶硅引起表面物质喷发的过程中,不同的作用时间由不同的烧蚀机制主导。该结果对深入研究激光与单晶硅相互作用机制及激光刻蚀单晶硅等应用有一定帮助。