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2006-09-16 01:00 |
激光等離子體技術(shù)
激光器的出現(xiàn)大大改變了人們對光學(xué)的認(rèn)識。激光器問世以前，人們對光學(xué)的認(rèn)識主要限于線性光學(xué)，即光束在真空和介質(zhì)中的傳播是相互獨立的；光在傳播過程中，由于衍射，折射和干涉等效應(yīng)，使光在空間分布發(fā)生改變，但光波的頻率卻不會變化；介質(zhì)的主要參數(shù)如折射率、吸收系數(shù)等都與入射光強無關(guān)，而僅與波長有關(guān)。1961年，也就是第一臺紅寶石激光器問世的第二年，F(xiàn)ranken 將紅寶石激光束入射到石英片上，發(fā)現(xiàn)出射光中不僅有紅寶石的 694.3nm光束，在紫外區(qū)還存在令一條波長為 347.25nm的光譜線,這正好是紅寶石激光波長的一半。從此，非線性光學(xué)成為一個熱門的研究課題。 ??60,m:]
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激光與材料相互作用的研究是一項極其復(fù)雜而有趣的課題。激光和材料相互作用過程的研究還涉及許多學(xué)科領(lǐng)域，包括激光物理、傳熱學(xué)、等離子體物理學(xué)、非線性光學(xué)、熱力學(xué)、氣體動力學(xué)、流體力學(xué)、材料力學(xué)、固體物理學(xué)、固體材料的光學(xué)性質(zhì)等方面。一方面，激光與材料相互作用的激光光源因素有波長、能量、功率、脈寬、脈沖結(jié)構(gòu)、偏振，發(fā)散角，重復(fù)率以及作用次數(shù)等，其中的任一種因素都將對作用過程產(chǎn)生重要影響；另一方面，材料的多樣性（包括材料種類的多樣性和不同條件下材料本身性質(zhì)的變化）也是引起問題復(fù)雜化的原因。一般而言，從激光能量角度，激光與物質(zhì)相互作用具有如下規(guī)律： ,\2:/>2
B= 8Iu5m
103~104ω／cm2 104~106 ω／cm2 106~108 ω／cm2 108 ω／cm2 以上 -#!x|ne
加熱 熔融 氣化 等離子體 YjOs}TD lx
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從激光脈沖寬角度而言，高功率長脈寬激光作用在材料上，主要是熱效應(yīng);而高功率短脈寬激光作用在材料上，由于來不及熱傳導(dǎo)，激光能量在短時間內(nèi)聚集在小區(qū)域內(nèi)，而使材料汽化，形成噴射物，即激光等離子體。
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