-
研究概况激光被称为是二十世纪最重要的四大发明之一，与计算机、半导体、原子能并驾齐驱[3]。自从上世纪第一台激光器问世后，与自发辐射的其它普通光源不同的是，激光是通过受激辐射产生的，具有极高的相干性、光亮度和极好的方向性，在各个行业中都有广泛的应用[4]。正因为如此，激光具备很多其它工具所不具备的优势，使得从事激光应用的行业剧增[5]。因此，激光与物质相互作用的研究也在为更多的人所关注。28699
- 上一篇：国内外超光谱全偏振成像技术国内外研究现状
- 下一篇：移动机器人的模型的动力学分析国内外研究现状
国外研究状况
随着调Q激光器在上世纪751十年代的出现，有关激光引发各类光学元件的破坏研究便成为人们所关注的焦点[6]。在激光及其应用系统中，光电位敏传感器是非常重要的一个组成部分。1957年，Wallmark发现了横向光电效应，并在内部载流子传输理论的基础上大致诠释了横向光电效应，并且提出利用该效应来测量照射到面积较大的光电传感器上的光点位置。这种光电位敏传感器非线性现象十分严重，还有较低的灵敏度，以及其它一些缺点。1960年，Lucovsky通过电流的连续性原理推导出了阐述有关PN结横向光电效应的微分方程，从此奠定了光电位敏传感器的理论基础[7]。而光电位敏传感器受到高能量激光辐照时，容易遭到破坏，从而对传感器的性能产生不利的影响。1975年，美国海军研究室的F.Bartoli等人研究了高光学通量密度条件下的12型Hgo 8Cd0 2Te(光导)探测器的性能。他们还研究了激光辐照碲镉汞(PC)探测器时的瞬态、稳态特性以及热恢复的过程。研究表明，热恢复的过程对位置敏感探测器的设计很重要[8]。1992年，T.Q.Qiu等人进行了短脉冲激光加热实验，研究了短脉冲激光辐射金属所引起的相互作用以及对材料在热应力效应上的影响。他们发现通过两个步骤可以完成辐射金属的相互作用：一是电子吸收光子能量，二是通过电子和声子碰撞来产生加热的金属格子[9]。两个阶段的加热状态和通常的单阶段加热状态来决定关键参数，脉冲宽度的衰减、传播的衰减和加热强度。在两个阶段加热状态中，短脉冲激光能量传播在光子，电子，声子等物质扩大加热影响区域中，并且低峰金属格子温度大幅度上升[10]。1996年B.S.Yilbas等人[11]介绍了使用激光给半无限固体物质加热的情况，并得到了有关激光加工功率强度的解析解。同时考虑了两种情况即有限传导和非有限传导。他们在探讨了有限的情况下，利用非有限传导公式，并且推导出有关有限传导加热的方程。在非有限传导加热过程的情况下，研究最高温度的固体物质和激光性能的功能关系。考虑在加热过程中的稳态分析，并且推出限制激光功率密度的结论。后面，他们还探讨了有关激光加热的傅立叶热传导方程的适用性。同年，B.S.Yilabsto[12]考虑了在脉冲激光加热的应用中，例如金属表面的激光硬化，在激光工件相互作用期间有限的支配机理的传导过程。所以，有必要探讨有关不稳定时间的问题。所以在探讨中，通过激光脉冲功率密度来分析调查有关不稳定时间对传导过程的限制。他的研究表明100kHz的脉冲比率是热传导方程发生的最小比率。论文网
国内研究状况
随着科技的飞速发展，国内已经开展了不少有关激光与光电位敏传感器作用方面的研究，并且取得了不少的成果。韩少锋等人研究了光学材料受到强激光辐射时的损伤形态。罗福等进行了有关激光脉宽变化时硅光电二极管激光损伤阈值的研究。郭春凤等人探讨了在硅材料受到超短脉冲作用时的热力响应。沈中华等[13]通过采用二文模型，考虑了在计算过程中材料的热物性的变化和有关辐照激光的空间分布，得到在强激光作用下硅材料的横向和纵向的温升分布，推导出了表面层开始熔化的时间与激光功率密度的关系。强希文等人通过采用数值方法和解析方法计算了半导体材料在激光作用下热应力损伤的阈值强度，并且采用流体动力学模型[14]，详细地阐释了在脉冲强激光辐射靶面情况下激波产生、增强及衰减的规律，同时也展示了激光波速度、激光波波形和激光峰值压力的时空关系。姜宗福[15]提出了一种新机制即在进行激光导致半导体红外光电探测器失效的研究中，半导体内光生载流子的产生复合过程的非线性，在强激光的辐照下，探测器因产生混沌现象而失效。陆启生、蒋志平等人[16]推导出了在激光与光电探测器相互作用之时会生成一系列类似于光学饱和、受激光散射等非线性光学效应，从而使光电探测器受到损伤。袁永华和刘颂豪[17]进行了有关硅材料在受到脉冲激光辐照时表面所形成波纹的研究。当脉冲激光辐照固体硅材料时，在硅材料的损伤阈值略小于激光功率密度的条件下，发现了硅材料表面形成的平行等间距直线条纹结构。通过原子力显微镜以及光学显微镜依次测量了受到脉冲激光辐照时硅材料的表面波纹形貌特征。在声波在材料中的传播速度会影响固体硅材料表面波纹的产生的条件下，在材料表面所形成的条纹宽度可以通过硅材料在受到脉冲激光辐照时的脉冲宽度以及声波的传播速度来阐述，并提出热应力在形成表面波纹的过程中起主要作用。Wang.X等人[18]对被1064毫秒的Nd:YAG激光损坏的单晶硅的表面损伤形貌进行了研究，分别用光学显微镜和原子力显微镜进行观察。此外，比较了脉冲宽度为2ms和10ns激光诱导的损伤形貌。发现毫秒脉冲激光的损伤机理不同于纳秒脉冲激光。