探索二氧化碳激光與玻璃相互作用機理

探索二氧化碳激光與玻璃相互作用機理

1、建立起符合實際加工情況的熱傳導方程以及相應的初始條件和邊界條件，模擬出不同加工參數上玻璃表面上的溫度分布；

2、理論上計算分析，二氧化碳激光拋光玻璃等硬脆材料過程中，聚焦光斑對硬脆材料的熱分布，黏性的變化和應力的產生等情況的影響，建立一個簡單的表面應力的模型；

3、利用雙溫德魯德模型數值分析二氧化碳激光與玻璃等硬脆材料相互作用過程中載流子和晶格的溫度、以及載流子濃度隨時間及二維空間變化等瞬態過程，理論上揭示二氧化碳激光輻照期間材料的光學性能變化以及對實驗結果的預測與分析。

二氧化碳激光與玻璃等脆性材料的相互作用，特別是與晶體材料的相互作用是一個非常復雜的過程，涉及物理、化學、光學和材料本身的特點，其損傷機制包括表面損傷、多光子吸收電離、材料缺陷吸收、非線性自聚焦吸收損傷和雪崩電離損傷。

根據激光波長和脈沖能量強度的不同，上述損傷機制的比例不同。隨著激光波長的減小，其光子能量呈上升趨勢。當激光波長較長時，激光對玻璃等脆性材料的主要損傷形式是材料缺陷吸收引起的熱損傷，但仍有許多過程尚不清楚。這些都是值得研究的地方，并且也只有把這些地方弄清楚后才能更好的推動CO2激光拋光玻璃等硬脆材料在工業中的應用。