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在惯性约束聚变背景下，100纳秒、1吉瓦KrF激光脉冲在深度烧蚀坑中产生的1毫米尺度等离子体里，紫外辐射的自聚焦现象
摘要： 在GARPUN氟化氪激光装置上开展实验，并采用NUTCY代码进行二维模拟，研究了100纳秒紫外脉冲以高达5×1012瓦/平方厘米强度辐照金属与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）靶材的情况。由于烧蚀前沿在凝聚态物质中超声速传播的二维几何特性及其受锥形激波侧向推动，两种靶材均形成长度1毫米的深坑。主坑底部存在的微坑地貌证实：坑内约束等离子体中的辐射热自聚焦导致激光束产生小尺度丝化现象。在紫外光穿透深度达数百微米的半透明PMMA中，观察到从坑顶延伸出的长1毫米、直径30微米的细长通道。类似长径比约1000的通道，在约10?瓦/平方厘米强度下由重复脉冲氟化氪激光在PMMA及熔融石英玻璃中产生。该通道形成归因于：经坑壁浅角反射后，等离子体中的辐射自聚焦效应与部分透明靶材材料中的克尔自聚焦效应共同作用。使用坑内约束等离子体对惯性约束聚变量级直接驱动氟化氪激光与球形/锥形靶材产生的亚临界冕区等离子体相互作用初始阶段进行实验模拟，在激光强度提升至超过101?瓦/平方厘米时具有可行性。
关键词： 熔融石英玻璃、紫外线辐射、聚甲基丙烯酸甲酯、KrF激光、等离子体、惯性约束聚变、自聚焦
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用248纳米KrF准分子激光背面激光诱导等离子体烧蚀技术在熔融石英中制备微通道
摘要： 采用248纳米KrF准分子激光的激光诱导等离子体烧蚀（LIPA）技术被用于微通道制备研究。重点考察了烧蚀形貌与加工性能的关联性，并基于实验结果提出了综合性的LIPA机理模型。采用底部金属靶材的背面LIPA工艺可归因于两种现象的共同作用：来自下方金属靶材的激光诱导等离子体气化热烧蚀，以及等离子体残留物增强的激光-玻璃直接相互作用。通过吸收光谱测量明确验证了金属残留物对石英基底激光吸收的增强效应。研究还分析了激光参数对LIPA刻蚀质量的影响以优化加工工艺。最终制备出具有优异表面质量和尺寸均匀性的熔融石英玻璃微通道，其通道深度为28微米，底面粗糙度优于数百纳米。
关键词： 准分子激光、等离子体、熔融石英玻璃、激光烧蚀、微结构
更新于2025-09-16 10:30:52