激光与物质的相互作用/PRODUCTS

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激光等离子体技术

时间：2011-12-31 22:40:37  来源： 打印本文

激光等离子体技术

2005/12/7/8:55    激光器的出现大大改变了人们对光学的认识。激光器问世以前，人们对光学的认识主要限于线性光学，即光束在真空和介质中的传播是相互独立的；光在传播过程中，由于衍射，折射和干涉等效应，使光在空间分布发生改变，但光波的频率却不会变化；介质的主要参数如折射率、吸收系数等都与入射光强无关，而仅与波长有关。1961年，也就是第一台红宝石激光器问世的第二年，Franken 将红宝石激光束入射到石英片上，发现出射光中不仅有红宝石的 694.3nm光束，在紫外区还存在令一条波长为 347.25nm的光谱线,这正好是红宝石激光波长的一半。从此，非线性光学成为一个热门的研究课题。

    激光与材料相互作用的研究是一项极其复杂而有趣的课题。激光和材料相互作用过程的研究还涉及许多学科领域，包括激光物理、传热学、等离子体物理学、非线性光学、热力学、气体动力学、流体力学、材料力学、固体物理学、固体材料的光学性质等方面。一方面，激光与材料相互作用的激光光源因素有波长、能量、功率、脉宽、脉冲结构、偏振，发散角，重复率以及作用次数等，其中的任一种因素都将对作用过程产生重要影响；另一方面，材料的多样性（包括材料种类的多样性和不同条件下材料本身性质的变化）也是引起问题复杂化的原因。一般而言，从激光能量角度，激光与物质相互作用具有如下规律：

103~104ω／cm2  104~106 ω／cm2  106~108 ω／cm2   108 ω／cm2 以上
    加热             熔融            气化            等离子体

    从激光脉冲宽角度而言，高功率长脉宽激光作用在材料上，主要是热效应;而高功率短脉宽激光作用在材料上，由于来不及热传导，激光能量在短时间内聚集在小区域内，而使材料汽化，形成喷射物，即激光等离子体.