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利用超短激光脉冲在532纳米和1064纳米波长下对玻璃进行内部改性的非线性吸收动力学模拟

DOI：10.1016/j.procir.2018.08.129 期刊：Procedia CIRP 出版年份：2018 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 基于包含自由电子速率方程、高斯光束传播方程、热传导与热电离的模型，分析了高脉冲重复频率下的动态电离过程，揭示了几何焦点附近产生的等离子体在雪崩电离作用下呈现周期性向激光源方向移动的现象。通过比较多光子电离与雪崩电离的贡献，探讨了激光波长对电离过程的影响，并对比了532nm与1064nm波长在单脉冲与多脉冲辐照下的裂纹倾向性。
作者： Isamu Miyamoto，Kristian Cvecek，Michael Schmidt
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究532纳米和1064纳米超短激光脉冲对玻璃内部改性的动态电离过程，重点分析激光波长对电离过程的影响，并比较单脉冲与多脉冲辐照下的裂纹倾向差异。

研究成果

研究表明，在热积累状态下，动态等离子体运动主要由532纳米波长的多光子电离和1064纳米波长的雪崩电离主导。由于热电离增强的雪崩电离作用，1064纳米激光下的等离子体会周期性地向激光源移动，而532纳米下的等离子体则相对静止。与单脉冲照射相反，在高脉冲重复频率下，532纳米波长更容易产生裂纹倾向。

研究不足

该研究假设热性能与温度无关且忽略了热辐射损失，这可能影响温度模拟的准确性。非球面透镜的对准不够完美，导致激光光斑半径大于预期。

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