Образование плазмы при воздействии на монокристаллический кремний миллисекундного лазера
М. Го1,2, Г. Цзинь3, С. Гао3
1Междисциплинарный технологический институт квантовой информатики, Чанчунь, 130052, Китай
guoming1012@sina.com
2Гилинская лаборатория квантовой информатики, Чанчунь, 13002, Китай
3Школа наук Чанчуньского университета наук и технологий, Чанчунь, 130022, Китай
lasercust@sina.com
Ключевые слова: миллисекундный лазер, монокристаллический кремний, плазма, теневая фотография, millisecond laser, monocrystalline silicon, plasma, shadowgraphy
Страницы: 203-212
Аннотация
Исследована абляция монокристаллического кремния в окружающую среду при воздействии на него миллисекундного оптического лазера марки Nd:YAG с длиной волны излучения, равной 1064 нм. С использованием теневого метода изучен процесс расширения плазмы при плотности энергии лазера 955,4÷2736,0 Дж/см2. Показано, что внешняя граница плазменного факела с течением времени диффундирует в окружающую среду, расширение плазмы происходит как в осевом, так и в радиальном направлении, при этом скорость расширения плазмы в радиальном направлении меньше, чем в осевом. Две центральные линии действия лазера симметричны. Установлено, что максимальная скорость расширения плазмы, равная 162,1 м/с, достигается при плотности энергии лазера, равной 2376,0 Дж/см2, при этом образуется волна горения. Показано, что в отличие от случая воздействия на монокристаллический кремний короткоимпульсного лазера, при воздействии миллисекундного лазера существует два интервала времени, на которых скорость расширения плазмы увеличивается. При воздействии лазера с большой плотностью энергии происходит вспышка материала.
DOI: 10.15372/PMTF20180524 |
