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激光作用下纳米限域介质材料中的电子加速过程

夏志林

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激光作用下纳米限域介质材料中的电子加速过程

夏志林

The laser induced electronic acceleration process in nanostructured dielectric

Xia Zhi-Lin
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  • 采用蒙特卡罗方法模拟了1064 nm,GW/cm2级脉冲激光辐照下,纳米尺度材料中电子迁移及加速过程.电子在激光场中迁移的过程涉及晶格散射、表面散射以及碰撞电离等作用.结果表明:材料的尺度小到一定程度后,表面散射作用主导电子散射过程,小尺寸限制效应表现明显,电子很难有效地吸收激光能量.研究结果对分析具有纳米尺度微结构材料的激光损伤行为提供了依据.同时,根据该小尺寸限制效应可以设计出具有新型纳米微结构的高激光损伤阈值薄膜.
    The Monte Carlo method has been used to simulate the process of electron transport and acceleration in a nano-dimensional unit when irradiated by laser pulse of wavelength 1064 nm and power density of GW/cm2 level. When electrons transport in laser field, the scattering of electron-phonon and electron-surface are considered. The results show that: when the size of simulation unit is small to a degree, electron-surface scattering will dominate the scattering process and the small size effect becomes obvious. As a result, the electron is difficult to absorb laser energy. Based on the results, we can design new kind of films with nanostructure and improve the laser induced damage threshold of optical films.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10974150 及 10804090),低维材料及其应用技术教育部重点实验室开放课题(批准号:DWKF0908),中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:2010-Ⅳ-056)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-05-21
  • 修回日期:  2010-08-09
  • 刊出日期:  2011-05-15

激光作用下纳米限域介质材料中的电子加速过程

  • 1. 武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉 430070;湘潭大学低维材料及其应用技术教育部重点实验室,湘潭 411105
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10974150 及 10804090),低维材料及其应用技术教育部重点实验室开放课题(批准号:DWKF0908),中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:2010-Ⅳ-056)资助的课题.

摘要: 采用蒙特卡罗方法模拟了1064 nm,GW/cm2级脉冲激光辐照下,纳米尺度材料中电子迁移及加速过程.电子在激光场中迁移的过程涉及晶格散射、表面散射以及碰撞电离等作用.结果表明:材料的尺度小到一定程度后,表面散射作用主导电子散射过程,小尺寸限制效应表现明显,电子很难有效地吸收激光能量.研究结果对分析具有纳米尺度微结构材料的激光损伤行为提供了依据.同时,根据该小尺寸限制效应可以设计出具有新型纳米微结构的高激光损伤阈值薄膜.

English Abstract

参考文献 (18)

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