液相環(huán)境下飛秒激光燒蝕金屬靶材的機理.pdf

1、飛秒激光與材料相互作用產(chǎn)生的一些奇妙現(xiàn)象引起了研究者的極大關(guān)注。當(dāng)飛秒脈沖激光以材料燒蝕閾值附近的能量密度入射到靶材表面時，會發(fā)生激光燒蝕，產(chǎn)生納米粒子。納米粒子的大小和激光能量密度，脈沖寬度，波長等參數(shù)有關(guān)，但是在氣相環(huán)境之制備的金屬納米顆粒大小不易控制，易團簇，而且實驗條件要求比較高。因此在液相環(huán)境下激光燒蝕制備納米粒子成為人們研究的熱點。然而對液相環(huán)境下飛秒激光的燒蝕機理以及液體對激光燒蝕的影響還不清楚，因此研究液體對飛秒激光燒蝕

2、的影響及其機理有助于進一步研究如何制備更好的納米粒子提供理論支持。
　　 本文首先介紹了飛秒激光技術(shù)概況、飛秒激光與物質(zhì)相互作用的原理及其表現(xiàn)出來的新特征、然后概述了飛秒激光的主要應(yīng)用以及飛秒激光燒蝕靶材制備納米粒子的研究進展，飛秒激光與物質(zhì)相互作用的理論研究概況以及在液體環(huán)境下飛秒激光燒蝕制備納米粒子的研究現(xiàn)狀。
　　 其次介紹了飛秒激光與金屬相互作用機理的理論模型，并在經(jīng)典雙溫模型的基礎(chǔ)上，建立了描寫液相環(huán)境下飛秒激

3、光燒蝕金屬材料修正模型。然后以銅靶為例，對水膜環(huán)境下飛秒激光燒蝕金屬靶材的動力學(xué)過程進行了數(shù)值模擬，并分析討論了在不同水膜深度下電子和晶格溫度隨時間演化的規(guī)律，以及水膜深度和激光能量密度對飛秒激光燒蝕金屬靶材制備納米粒子的形貌的影響。結(jié)果表明：水膜深度越深，激光能量損失越多，晶格的耦合時間越短，越有利于制備小粒徑的納米粒子；激光能量密度越大，電聲耦合時間越長，越不利于制備小粒徑的納米粒子。由于水對激光的吸收特性，在實驗中必須選擇合理的水