組合激光對單晶硅熱作用的數(shù)值分析.pdf

1、為在激光加工中提高單晶硅材料對激光能量的耦合效率，利用一個納秒量級短脈沖激光和一個毫秒量級長脈沖激光形成的組合激光對單晶硅進行加工，研究了二激光各自能量密度的變化和組合激光脈沖延遲時間對作用效果的影響，得到了優(yōu)化的激光脈沖延遲時間。
　　基于熱彈塑性理論，建立了組合激光輻照單晶硅的二維軸對稱有限元模型，并對溫度場和應力場進行了數(shù)值模擬計算，其結(jié)果驗證了組合激光能夠提高材料對激光的耦合效率;計算了組合激光中毫秒激光能量密度、納秒激光

2、能量密度的變化對組合激光作用效果的影響，通過與同等能量的單毫秒激光作用效果比較后發(fā)現(xiàn):組合激光中毫秒激光能量密度較低的時候，作用效果較明顯;隨著毫秒激光能量密度的提高，對作用效果的提升相對變緩。在一定范圍內(nèi)，增加納秒激光能量密度可以提高組合激光的作用效果。實驗測量得到的不同能量密度激光作用單晶硅后損傷形貌，與數(shù)值計算結(jié)果的趨勢吻合。
　　利用有限元方法模擬了不同延遲時間對組合激光作用效果的影響，通過數(shù)值計算得到了最佳延遲時間，進而