脈沖激光輻照半導體表面的熱效應分析.pdf

1、激光與材料相互作用會使材料升溫，發(fā)生熱擴散、熱膨脹和產(chǎn)生熱應力，從而導致物質(zhì)的狀態(tài)、結構發(fā)生改變。我們可以利用這一點進行激光加工和熱處理。材料吸收激光能量的多少除了與材料本身的性質(zhì)有關，還和激光參數(shù)的變化密切相關。本文用mathematica語言編程，以熱傳導方程為基礎，數(shù)值模擬了長脈沖和超短脈沖激光輻照下半導體表面的溫度分布。著重討論了不同激光脈沖參數(shù)的變化對半導體材料在脈沖激光輻照下產(chǎn)生的熱效應的影響。主要內(nèi)容如下： 1、以

2、一維熱傳導方程為計算模型，采用有限差分法數(shù)值模擬了GaAs表面溫度場的分布。討論了激光波長、光束半徑、激光束光強分布、激光能量、輻照時間等激光脈沖參數(shù)的影響。總結分析了脈沖激光作用于半導體的破壞機理。 2、以半導體載流子速率方程和雙溫方程為物理模型，采用隱式有限差分法對其進行數(shù)值求解，數(shù)值模擬了半導體在飛秒激光輻照下的溫升。主要考慮了激光波長、脈沖間隔、脈沖能量和脈寬不同激光參數(shù)對溫升的影響。 研究表明，激光脈沖的功率密