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超短脉冲激光在电介质材料中传输及破坏深度微观理论计算

李东海 陈发良

超短脉冲激光在电介质材料中传输及破坏深度微观理论计算

李东海, 陈发良
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  • 基于Fokker-Planck方程和激光传输方程建立超短脉冲激光在电介质材料中的传输及材料破坏理论模型,计算材料内不同位置处导带电子数密度及激光电场强度随时间的变化,进而得到激光的反射率、透射率及沉积率随激光能量密度的变化特征.选取导带电子数密度阈值作为材料破坏的判断条件,计算了不同激光能量密度下的破坏深度,发现破坏深度随激光能量密度的变化曲线呈现先增长后减小,讨论了激光能量沉积特性对破坏深度的影响.计算最大破坏深度随激光脉宽的变化发现,激光脉宽越短则最大破坏深度越小.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划资助的课题.
    [1]

    Bloembergen N 1974 IEEE J. Quantum Electron. 10 375

    [2]

    Holway L H, Fradin D W 1975 J. Appl. Phys. 46 279

    [3]

    Sparks M, Mills D L, Warren R, Holstein T, Maradudin A A, Sham L J, Loh E Jr., King D F 1981 Phys. Rev. B 24 3519

    [4]

    Chen X Q, Zu X T, Zheng W G, Jiang X D, Lü H B, Ren H, Zhang Y Z, Liu C M 2006 Acta Phys. Sin. 55 1201(in Chinese)[陈习权、 祖小涛、 郑万国、 蒋晓东、 吕海兵、 任 寰、 张艳珍、 刘春明 2006 物理学报 55 1201]

    [5]

    Liang L P, Zhang L, Sheng Y G, Xu Y, Wu D, Sun Y H, Jiang X D, Wei X F 2007 Acta Phys. Sin. 56 3596(in Chinese)[梁丽萍、 张 磊、 盛永刚、 徐 耀、 吴 东、 孙予罕、 蒋晓东、魏晓峰 2007 物理学报 56 3596]

    [6]

    Han J H, Feng G Y, Yang L M, Zhang Q H, Xie X D, Zhu Q H, Zhou S H 2008 Acta Phys. Sin. 57 5558(in Chinese)[韩敬华、 冯国英、 杨李茗、 张秋慧、 谢旭东、 朱启华、 周寿桓 2008 物理学报 57 5558]

    [7]

    Dai C J, Chen Z D 2001 Chin. Phys. B 10 403

    [8]

    Chen L M, Zhang J, Lin H, Li Y T, Zhao L Z, Jiang W M 2001 Chin. Phys. B 10 40

    [9]

    Liu H J, Huang J, Wang F R, Zhou X D, Jiang X D, Wu W D 2010 Acta Phys. Sin. 59 1308(in Chinese)[刘红婕、 黄 进、 王凤蕊、 周信达、 蒋旭东、 吴卫东 2010 物理学报 59 1308]

    [10]

    Zhao X H, Hu J P, Gao Y, Pan F, Ma P 2010 Acta Phys. Sin. 59 3917(in Chinese)[赵兴海、 胡建平、 高 杨、 潘 峰、 马 平 2010 物理学报 59 3917] 〖11] Du D, Liu X, Korn G, Squier J, Mourou G 1993 Appl. Phys. Lett. 64 3071

    [11]

    Stuart B C, Feit M D, Rubenchik A M, Shore B W, Perry M D 1995 Phys. Rev. Lett. 74 2248

    [12]

    Tien A C, Backus S, Kapteyn H, Murnane M, Mourou G 1999 Phys. Rev. Lett. 82 3883

    [13]

    Jia T Q, Chen H, Wu X 2000 Acta Phys. Sin. 49 1277(in Chinese)[贾天卿、 陈 鸿、 吴 翔 2000 物理学报 49 1277]

    [14]

    Li C B, Jia T Q, Sun H Y, Li X X, Xu S Z, Feng H D, Wang X F, Ge X C, Xu Z Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 0217(in Chinese)[李成斌、 贾天卿、 孙海轶、 李晓溪、 徐世珍、 冯海东、 王晓峰、 葛晓春、 徐至展 2006 物理学报 55 0217]

    [15]

    Jiang L, Tsai H L 2008 J. Appl. Phys. 104 093101

    [16]

    Sudrie L, Couairon A, Franco M, Lamouroux B, Prade B, Tzotzakis S, Mysyrowicz A 2002 Phys. Rev. Lett. 89 186601

    [17]

    Wu A Q, Chowdhury I H, Xu X 2005 Phys. Rev. B 72 085128

    [18]

    Deng Y P, Jia T Q, Leng Y X, Lu H H, Li R X, Xu Z Z 2004 Acta Phys. Sin. 53 2216(in Chinese)[邓蕴沛、 贾天卿、 冷雨欣、 陆海鹤、 李儒新、 徐至展 2004 物理学报 53 2216]

    [19]

    Jiang L, Tsai H L 2006 J. Appl. Phys. 100 023116

    [20]

    Frohlich H, Mott N F 1954 Adv. Phys. 3 325

    [21]

    Seitz F 1949 Phys. Rev. 76 1376

    [22]

    Keldysh L V 1965 Sov. Phys. JETP 20 1307

  • [1]

    Bloembergen N 1974 IEEE J. Quantum Electron. 10 375

    [2]

    Holway L H, Fradin D W 1975 J. Appl. Phys. 46 279

    [3]

    Sparks M, Mills D L, Warren R, Holstein T, Maradudin A A, Sham L J, Loh E Jr., King D F 1981 Phys. Rev. B 24 3519

    [4]

    Chen X Q, Zu X T, Zheng W G, Jiang X D, Lü H B, Ren H, Zhang Y Z, Liu C M 2006 Acta Phys. Sin. 55 1201(in Chinese)[陈习权、 祖小涛、 郑万国、 蒋晓东、 吕海兵、 任 寰、 张艳珍、 刘春明 2006 物理学报 55 1201]

    [5]

    Liang L P, Zhang L, Sheng Y G, Xu Y, Wu D, Sun Y H, Jiang X D, Wei X F 2007 Acta Phys. Sin. 56 3596(in Chinese)[梁丽萍、 张 磊、 盛永刚、 徐 耀、 吴 东、 孙予罕、 蒋晓东、魏晓峰 2007 物理学报 56 3596]

    [6]

    Han J H, Feng G Y, Yang L M, Zhang Q H, Xie X D, Zhu Q H, Zhou S H 2008 Acta Phys. Sin. 57 5558(in Chinese)[韩敬华、 冯国英、 杨李茗、 张秋慧、 谢旭东、 朱启华、 周寿桓 2008 物理学报 57 5558]

    [7]

    Dai C J, Chen Z D 2001 Chin. Phys. B 10 403

    [8]

    Chen L M, Zhang J, Lin H, Li Y T, Zhao L Z, Jiang W M 2001 Chin. Phys. B 10 40

    [9]

    Liu H J, Huang J, Wang F R, Zhou X D, Jiang X D, Wu W D 2010 Acta Phys. Sin. 59 1308(in Chinese)[刘红婕、 黄 进、 王凤蕊、 周信达、 蒋旭东、 吴卫东 2010 物理学报 59 1308]

    [10]

    Zhao X H, Hu J P, Gao Y, Pan F, Ma P 2010 Acta Phys. Sin. 59 3917(in Chinese)[赵兴海、 胡建平、 高 杨、 潘 峰、 马 平 2010 物理学报 59 3917] 〖11] Du D, Liu X, Korn G, Squier J, Mourou G 1993 Appl. Phys. Lett. 64 3071

    [11]

    Stuart B C, Feit M D, Rubenchik A M, Shore B W, Perry M D 1995 Phys. Rev. Lett. 74 2248

    [12]

    Tien A C, Backus S, Kapteyn H, Murnane M, Mourou G 1999 Phys. Rev. Lett. 82 3883

    [13]

    Jia T Q, Chen H, Wu X 2000 Acta Phys. Sin. 49 1277(in Chinese)[贾天卿、 陈 鸿、 吴 翔 2000 物理学报 49 1277]

    [14]

    Li C B, Jia T Q, Sun H Y, Li X X, Xu S Z, Feng H D, Wang X F, Ge X C, Xu Z Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 0217(in Chinese)[李成斌、 贾天卿、 孙海轶、 李晓溪、 徐世珍、 冯海东、 王晓峰、 葛晓春、 徐至展 2006 物理学报 55 0217]

    [15]

    Jiang L, Tsai H L 2008 J. Appl. Phys. 104 093101

    [16]

    Sudrie L, Couairon A, Franco M, Lamouroux B, Prade B, Tzotzakis S, Mysyrowicz A 2002 Phys. Rev. Lett. 89 186601

    [17]

    Wu A Q, Chowdhury I H, Xu X 2005 Phys. Rev. B 72 085128

    [18]

    Deng Y P, Jia T Q, Leng Y X, Lu H H, Li R X, Xu Z Z 2004 Acta Phys. Sin. 53 2216(in Chinese)[邓蕴沛、 贾天卿、 冷雨欣、 陆海鹤、 李儒新、 徐至展 2004 物理学报 53 2216]

    [19]

    Jiang L, Tsai H L 2006 J. Appl. Phys. 100 023116

    [20]

    Frohlich H, Mott N F 1954 Adv. Phys. 3 325

    [21]

    Seitz F 1949 Phys. Rev. 76 1376

    [22]

    Keldysh L V 1965 Sov. Phys. JETP 20 1307

  • [1] 刘纪彩, 赵 珂, 宋玉志, 王传奎. 级联三能级模型下超短脉冲激光与分子相互作用的动力学研究. 物理学报, 2006, 55(4): 1803-1808. doi: 10.7498/aps.55.1803
    [2] 李洪玉, 赵 珂, 潘瑞芹, 孙元红, 王传奎. 超短脉冲激光在有机分子材料中的动力学过程研究. 物理学报, 2005, 54(5): 2072-2078. doi: 10.7498/aps.54.2072
    [3] 孙玉萍, 刘纪彩, 王传奎. 含时电离对飞秒脉冲激光在强双光子吸收介质中传播特性和光限幅行为的影响. 物理学报, 2009, 58(6): 3934-3942. doi: 10.7498/aps.58.3934
    [4] 冯培培, 吴寒, 张楠. 超短脉冲激光烧蚀石墨产生的喷射物的时间分辨发射光谱研究. 物理学报, 2015, 64(21): 214201. doi: 10.7498/aps.64.214201
    [5] 苗泉, 赵鹏, 孙玉萍, 刘纪彩, 王传奎. 超短脉冲激光在DBASVP分子中传播时的双光子面积演化和光限幅效应. 物理学报, 2009, 58(8): 5455-5461. doi: 10.7498/aps.58.5455
    [6] 彭晓昱, 张 杰, 金 展, 武慧春, 刘运全, 王兆华, 陈正林, 盛政明, 李玉同, 魏志义, 仲佳勇, 梁天骄. 超短脉冲激光与乙醇微滴相互作用中超热电子的双叶状角分布. 物理学报, 2004, 53(8): 2625-2632. doi: 10.7498/aps.53.2625
    [7] 葛愉成, 李元景, 康克军. 利用超短脉冲激光和光电子能量微分谱直接测量窄带飞秒超紫外线XUV脉冲的时间结构. 物理学报, 2005, 54(6): 2669-2675. doi: 10.7498/aps.54.2669
    [8] 李 昆, 徐妙华, 金 展, 刘运全, 王兆华, 令维军, 张 杰. 对超短脉冲强激光在大气通道中产生的三次谐波偏振特性及白光光谱调制特性的研究. 物理学报, 2007, 56(3): 1439-1442. doi: 10.7498/aps.56.1439
    [9] 张丰收, 王锋, 朱志远, 肖国青. Na2对超短激光脉冲的响应. 物理学报, 2001, 50(4): 667-673. doi: 10.7498/aps.50.667
    [10] 王晓雷, 王 毅, 翟宏琛, 朱晓农, 母国光. 记录飞秒级超快动态过程的脉冲数字全息技术. 物理学报, 2006, 55(9): 4613-4617. doi: 10.7498/aps.55.4613
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-07-09
  • 修回日期:  2010-09-19
  • 刊出日期:  2011-06-15

超短脉冲激光在电介质材料中传输及破坏深度微观理论计算

  • 1. 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100088
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划资助的课题.

摘要: 基于Fokker-Planck方程和激光传输方程建立超短脉冲激光在电介质材料中的传输及材料破坏理论模型,计算材料内不同位置处导带电子数密度及激光电场强度随时间的变化,进而得到激光的反射率、透射率及沉积率随激光能量密度的变化特征.选取导带电子数密度阈值作为材料破坏的判断条件,计算了不同激光能量密度下的破坏深度,发现破坏深度随激光能量密度的变化曲线呈现先增长后减小,讨论了激光能量沉积特性对破坏深度的影响.计算最大破坏深度随激光脉宽的变化发现,激光脉宽越短则最大破坏深度越小.

English Abstract

参考文献 (22)

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