连续激光辐照GaAs材料损伤的数值模拟计算  被引量:5

Numerical Analysis of CW Laser Damage in GaAs

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作  者:李娟[1,2,3] 孙文军[1,2,3] 孙京南 赵立萍[4] 李孟洋[1,2,3] 支洪武[1,2,3] 

机构地区:[1]哈尔滨师范大学光电带隙材料教育部重点实验室 [2]黑龙江省先进功能材料与激发态重点实验室 [3]物理与电子工程学院,哈尔滨150025 [4]牡丹江师范学院物理系,黑龙江牡丹江157012

出  处:《光子学报》2012年第5期571-574,共4页Acta Photonica Sinica

基  金:黑龙江省青年基金(No.QC06C043);哈尔滨青年基金(No.2006RFQXG055;No.08XYS-01);黑龙江省教育厅骨干教师项目(No.1251G031);哈师大预研项目(No.08XYS-01);黑龙江省研究生创新科研资金项目(No.YJSCX2011-414HLJ)资助

摘  要:基于热传导理论,构建了高斯分布的连续激光辐照GaAs材料的二维轴对称非稳态物理模型,且利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics求解热传导方程得到了材料表面温度分布曲线以及光斑中心处温度沿厚度方向分布曲线,并得出GaAs材料的分解损伤时间与入射光功率密度的关系曲线.研究表明,在连续激光辐照下,GaAs材料可能会发生分解损伤,激光功率越高,材料被破坏所需的时间越短.理论计算结果与相关的实验结论一致,说明所建立的激光辐照效应模型具有科学性.Based on the heat conduction theory,a two-dimensional axis symmetric transient physical model was established,of which GaAs was irradiated by Gauss laser.By solving the heat conduction equations using COMSOL Multiphysics analysis software,the curve of material surface temperature and the relationship between the temperature at the center of the light spot and material thickness were obtained,and then the relationship between threshold damage time of GaAs and the incident light power density was gained.The calculation results show that the laser induced damage is mostly decomposition damage in the areas where temperature exceeds decomposition temperature of material.The theoretical analyzing result is in accordance with the relative experimental result,so the laser irradiation effect model proves correct.

关 键 词:激光辐照效应 高斯光束 温度场 损伤阈值 

分 类 号:O437[机械工程—光学工程]

 

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