激光等離子體特性及膨脹動力學(xué)研究.pdf

1、自1960年T.H.Maiman成功的制造了世界上第一臺紅寶石激光器,其后的40多年里激光與物質(zhì)的相互作用一直是相關(guān)研究領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的熱點(diǎn)和技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ),并且作為其中的重要內(nèi)容和方向之一,逐漸形成了以脈沖激光燒蝕(pulsedlaser ablation PLA)為主題的研究方向和應(yīng)用技術(shù).尤其是近幾年超短脈沖激光科學(xué)的迅速發(fā)展為人類提供了前所未有的功率密度、電場強(qiáng)度和時(shí)間精度等非常極端的實(shí)驗(yàn)條件,為許多科學(xué)的創(chuàng)新性研究和重大突破提供

2、了極其重要的平臺并產(chǎn)生了革命性的影響. 碲鎘汞是一種性能良好的紅外探測器材料,自問世以來,由于其獨(dú)特的物理特性和巨大的應(yīng)用潛力引起了人們的極大注意.它的出現(xiàn)在相當(dāng)大的程度上改變了光電探測器的發(fā)展面貌.目前HgCdTe在紅外技術(shù)中的地位尤如Si在微電子技術(shù)中的地位.因此對HgCdTe進(jìn)行深入地研究具有重要的意義.另外碲鎘汞存在制備工藝復(fù)雜、成本高等特點(diǎn),尤其是HgCdTe薄膜的制備在國際上被公認(rèn)為具有極大的難度和挑戰(zhàn)性.脈沖激光沉積

3、技術(shù)(PLD)是利用激光技術(shù)制備薄膜的一種方法,它是在研究激光誘導(dǎo)等離子體的過程中產(chǎn)生的,用此方法制備的薄膜質(zhì)量與等離子體的空間行為密切相關(guān).本論文研究了脈沖激光與碲鎘汞相互作用過程中產(chǎn)生等離子體的演化性質(zhì),所獲得的一些重要結(jié)論為改善PLD技術(shù)、提高薄膜質(zhì)量提供了直接的依據(jù). 論文中用光學(xué)多道分析儀(OMAⅢ)探測了碲鎘汞等離子體的發(fā)射譜.通過對等離子體的時(shí)間演化譜線的分析我們發(fā)現(xiàn)等離子體在激光照射靶面后的很短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生,并輻射出

4、強(qiáng)的連續(xù)譜,且連續(xù)譜隨時(shí)間延遲而減弱,隨著距離靶面距離的增加而減弱,接著我們對產(chǎn)生這一系列現(xiàn)象的原因做出了相應(yīng)的解釋.另外對三種不同氣壓下激光燒蝕HgCdTe產(chǎn)生等離子體的時(shí)間演化譜進(jìn)行了觀察分析,發(fā)現(xiàn)外界氣體壓強(qiáng)對等離子體強(qiáng)度的影響很大.根據(jù)激發(fā)原子和離子到達(dá)觀察位置的時(shí)間得到了出射粒子的速度,并研究了不同氣壓下出射粒子的飛行距離與延遲時(shí)間的關(guān)系.最后利用Mont-Carlo Srim2003模擬程序?qū)﹄x子的投影距離、投影距離分布和能