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飞秒激光共振吸收对掺Pr-Nd硅玻璃烧蚀阈值的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2015年第10期46卷 3676-3681页

作者：罗志孙小燕周江夏子银恺谭超邓旺段吉安中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

为了进一步研究共振吸收在飞秒激光烧蚀加工中对靶材烧蚀阈值的影响,针对具有特定吸收光谱的掺Pr-Nd硅玻璃(Pr-Nd玻璃)和无特定吸收的石英玻璃,分别采用共振吸收波长585,807 nm和非共振吸收波长720,775 nm对2种靶材进行烧蚀加工,并基于... 详细信息

为了进一步研究共振吸收在飞秒激光烧蚀加工中对靶材烧蚀阈值的影响,针对具有特定吸收光谱的掺Pr-Nd硅玻璃(Pr-Nd玻璃)和无特定吸收的石英玻璃,分别采用共振吸收波长585,807 nm和非共振吸收波长720,775 nm对2种靶材进行烧蚀加工,并基于烧蚀轮廓,提出一种靶材烧蚀阈值的计算方法。研究结果表明:在烧蚀阈值附近,靶材的初始种子电子产生方式主要为多光子电离;Pr-Nd玻璃在共振波长585 nm和807 nm的作用下,多光子电离较为剧烈,烧蚀轮廓长度较石英玻璃分别增长19.8%和6.8%,且对于加工波长807 nm,烧蚀阈值较石英玻璃降低12.3%;而对于非共振波长720 nm和775 nm的烧蚀加工,共振烧蚀效应消失,2种靶材的烧蚀轮廓长度和烧蚀阈值基本一致。

关键词：共振吸收飞秒激光烧蚀阈值多光子电离

飞秒激光加工SiC的烧蚀阈值及材料去除机理

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机械工程学报 2010年第21期46卷 172-177页

作者：赵清亮姜涛董志伟樊荣伟于欣罗健哈尔滨工业大学精密工程研究所哈尔滨150001 哈尔滨工业大学可调谐(气体)激光技术国家级重点实验室哈尔滨150080

超短脉冲激光微加工技术以其独特的优势,尤其是对硬脆难加工类宽带隙材料的精密处理,而使其成为微结构加工中的研究热点。利用飞秒激光微加工系统对宽带隙材料SiC的烧蚀特性进行理论和试验研究。应用扫描电子显微镜、原子力显微镜和光... 详细信息

超短脉冲激光微加工技术以其独特的优势,尤其是对硬脆难加工类宽带隙材料的精密处理,而使其成为微结构加工中的研究热点。利用飞秒激光微加工系统对宽带隙材料SiC的烧蚀特性进行理论和试验研究。应用扫描电子显微镜、原子力显微镜和光学显微镜等检测技术对样品的烧蚀形貌进行检测,以分析烧蚀区域的形貌特征及微结构质量。依据烧蚀孔径和入射脉冲激光能量之间的函数关系,得出SiC材料的烧蚀阈值为0.31J/cm2,并估算出光束的束腰半径为32μm。研究脉冲数目、重复频率和入射激光功率等对加工微结构形貌的影响规律,根据试验参数加工出形状规则的微孔结构,并对微结构的烧蚀形貌及材料的去除机理进行分析,为实现微结构的精密加工提供了重要的指导。

关键词：飞秒激光 SiC 烧蚀阈值材料去除机理

两种纤维增强复合材料连续激光烧蚀阈值测量及吸收特性分析

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强激光与粒子束 2009年第2期21卷 199-202页

作者：张永强王贵兵唐小松王伟平中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

通过双积分球-光电管测试系统和摄像记录的方法,对芳纶纤维/环氧和碳纤维/环氧两种复合材料在1.319μm连续激光作用下的烧蚀阈值和烧蚀过程中材料对激光能量的吸收特性进行了实验研究。结果表明:芳纶纤维/环氧复合材料的平均烧蚀阈值随... 详细信息

通过双积分球-光电管测试系统和摄像记录的方法,对芳纶纤维/环氧和碳纤维/环氧两种复合材料在1.319μm连续激光作用下的烧蚀阈值和烧蚀过程中材料对激光能量的吸收特性进行了实验研究。结果表明:芳纶纤维/环氧复合材料的平均烧蚀阈值随材料厚度增加而降低,碳纤维/环氧复合材料的平均烧蚀阈值不受材料厚度影响,约为70 W/cm2;两种纤维增强复合材料烧蚀前的反射率随激光功率增加而缓慢增大,芳纶纤维/环氧材料从0.40变化到0.45,碳纤维/环氧材料从0.15变化到0.20;当发生烧蚀时,芳纶纤维/环氧材料的反射率急剧下降,吸收率增大,碳纤维/环氧材料的反射率无明显变化,吸收率约为0.80。

关键词：激光辐照复合材料烧蚀阈值吸收特性

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潮湿环境对黄铜烧蚀阈值的影响

激光技术 2003年第6期27卷 497-499页

作者：秦华郑荣儿杨爱玲中国海洋大学物理系光学光电子实验室青岛266071

采用光偏转法测量了 3种粗糙度的黄铜样品在潮湿环境与干燥环境下的激光烧蚀阈值。结果表明 ,两种烧蚀环境下 ,表面粗糙度越大 ,烧蚀阈值越低 ;同一粗糙度时 ,潮湿环境比干燥环境烧蚀阈值低。说明粗糙表面及潮湿表面对光的吸收率大。

关键词：烧蚀阈值黄铜光偏转法潮湿环境粗糙度渡越时间

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凯芙拉环氧复合材料烧蚀阈值实验研究

激光技术 2003年第5期27卷 457-459页

作者：王贵兵刘仓理中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900

激光辐照某种材料当其表面未发生任何物理化学变化时 ,其表面反射率不会发生任何变化 ;当材料表面发生了烧蚀 ,产生了物质的变化时 ,反射率会集聚下降。通过积分球光电管系统监测表面反射率。

关键词：表面反射率积分球烧蚀阈值拐点Kevlar/epoxy

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潮湿环境对不同金属样品激光烧蚀阈值的影响

光电子．激光 2004年第6期15卷 698-701页

作者：秦华郑荣儿傅汝廉杨爱玲南开大学现代光学研究所天津300071 中国海洋大学物理系山东青岛266071

用1064nm激光辐照金属样品,通过测量金属物质烧蚀阈值附近冲击波的渡越时间的突变,确定了Cu、黄Cu、Al3种样品在干燥空气中和潮湿空气中的烧蚀阈值。干燥空气,Cu为1.0J/cm2,黄Cu为0.9J/cm2,Al为0.68J/cm2;潮湿空气中,Cu为1.0J/cm2;黄Cu... 详细信息

用1064nm激光辐照金属样品,通过测量金属物质烧蚀阈值附近冲击波的渡越时间的突变,确定了Cu、黄Cu、Al3种样品在干燥空气中和潮湿空气中的烧蚀阈值。干燥空气,Cu为1.0J/cm2,黄Cu为0.9J/cm2,Al为0.68J/cm2;潮湿空气中,Cu为1.0J/cm2;黄Cu为0.7J/cm2;Al为0.38J/cm2。结果表明,潮湿空气中的黄Cu和Al样品烧蚀阈值降低了,而Cu样品的烧蚀阈值没有变化;黄Cu和Al样品烧蚀阈值降低的程度也不同,黄Cu为22%,Al为44%。

关键词：潮湿环境金属样品烧蚀阈值冲击波渡越时间光偏转法激光损伤

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飞秒激光加工镍钛合金的烧蚀阈值实验研究

激光与红外 2021年第4期51卷 441-446页

作者：岳端木孙会来刘泽林杨雪孙建林天津工业大学机械工程学院天津300387

利用飞秒激光微加工系统对镍钛合金的烧蚀阈值进行理论和试验研究。设计了不同功率和扫描速度下的镍钛合金多脉冲累积烧蚀实验,应用扫描电子显微镜观测并分析试件烧蚀区域的形貌特征,计算得到了不同扫描速度下的烧蚀阈值分别为2.02、2.4... 详细信息

利用飞秒激光微加工系统对镍钛合金的烧蚀阈值进行理论和试验研究。设计了不同功率和扫描速度下的镍钛合金多脉冲累积烧蚀实验,应用扫描电子显微镜观测并分析试件烧蚀区域的形貌特征,计算得到了不同扫描速度下的烧蚀阈值分别为2.02、2.40、3.04、5.46、15.44 J/cm^(2)。然后分析了多脉冲的累计效应对镍钛合金烧蚀阈值的影响规律,结果表明:当有效脉冲个数小于220时,烧蚀阈值会随着有效脉冲个数的增加而快速减小。但当脉冲数大于220时,脉冲能量逐渐饱和,减小的趋势趋于平缓最终趋于稳定。最后通过对比分析热影响区产生的原因,得出扫描速度1.5 mm/s、激光平均功率0.8 W是相对最优的飞秒激光加工镍钛合金工艺参数。

关键词：飞秒激光激光烧蚀镍钛合金烧蚀阈值

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飞秒激光作用下单晶硅的吸收系数和烧蚀阈值

河南师范大学学报（自然科学版） 2006年第2期34卷 42-45页

作者：彭爱莲彭玉峰张永涛李阔湖陈靖河南师范大学物理与信息工程学院河南新乡453007

理论计算飞秒脉冲激光作用下,单晶硅的吸收系数和烧蚀阈值.当激光强度范围在10^13 ～10^14 W/cm^2之间时,详细分析了2个光子的吸收在等离子体形成过程中产生的重要作用,发现当等离子体数密度超过传统意义上的临界密度时,须采用薄膜光学... 详细信息

理论计算飞秒脉冲激光作用下,单晶硅的吸收系数和烧蚀阈值.当激光强度范围在10^13 ～10^14 W/cm^2之间时,详细分析了2个光子的吸收在等离子体形成过程中产生的重要作用,发现当等离子体数密度超过传统意义上的临界密度时,须采用薄膜光学的几何矩阵方法来计算单晶硅表面的吸收系数.在此基础上,依照材料的静电烧蚀机制计算单晶硅的烧蚀阈值, 结果和实验数据符合的较好.

关键词：飞秒激光双光子吸收吸收系数烧蚀阈值

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飞秒激光烧蚀阈值预测模型研究

飞秒激光烧蚀阈值预测模型研究

作者：颜少华燕山大学

学位级别：硕士

飞秒激光加工以其热影响区域小、加工精度高等特点在众多领域中有着广泛的应用,尤其是在材料加工领域。以飞秒激光进行加工时,影响飞秒激光加工质量的因素中最关键的一个是能否找到适合的烧蚀阈值。通常,获取烧蚀阈值的方法是通过物理... 详细信息

飞秒激光加工以其热影响区域小、加工精度高等特点在众多领域中有着广泛的应用,尤其是在材料加工领域。以飞秒激光进行加工时,影响飞秒激光加工质量的因素中最关键的一个是能否找到适合的烧蚀阈值。通常,获取烧蚀阈值的方法是通过物理工艺实验确定。该方法不但消耗大量的人力、物力、财力,而且数据可重用性很差,更难以获取激光与材料作用深层次的内在规律。针对这一问题,在分析国内外现有飞秒激光加工理论及基于实例推理的理论研究的基础上,采用数值计算及基于实例推理的方法对飞秒激光烧蚀阈值的预测展开研究,具体工作如下。首先,为了便于采用数值计算的方法进行烧蚀阈值的预测,在分析现有飞秒激光与材料作用机理模型的基础上,提出以温度替代传统的以能量密度表示阈值的设想。其次,将温度阈值与飞秒激光加工仿真中常用的双温模型结合起来,提出通过数值计算预测飞秒激光烧蚀阈值的方法,并以碳化硅的烧蚀阈值预测为例验证该方法的可行性。再次,在阅读相关国内外相关研究成果的基础上,总结与飞秒激光烧蚀阈值有关的各项材料和激光参数,分析各个参数所起作用的大小,提出一种基于实例的飞秒激光烧蚀阈值预测方法。根据实际情况,对基于实例的推理中常用的的K-近邻算法进行改进,提出了属性-距离加权K-近邻算法。最后,为支持属性-距离加权K-近邻算法的应用,建立飞秒激光加工实例库。采用C#、MATLAB、SQL Server等工具及平台开发了系统原型。

关键词：烧蚀阈值飞秒激光双温模型阈值预测基于实例