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整形飞秒激光对金属材料进行烧蚀的实验研究

作　者: 杨鼎
导　师: 胡湛
学　校: 吉林大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: 脉冲整形飞秒激光激光烧蚀
分类号: TN249
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着激光技术的兴起和发展,由于激光微加工技术具有作用时间短、热影响区域小、加工精度高且易于控制等传统加工技术所无法比拟的优点,受到越来越多的关注。为了研究激光与物质相互作用促进激光微加工技术的发展,各国的研究工作者都作出了许多有意义的工作。本文主要通过记录透射光二极管信号随脉冲个数变化关系和用扫描电子显微镜观测样品烧蚀形貌来研究不同实验条件对激光烧蚀的影响。实验中我们使用的样品有铝箔(50μm,150μm)铜箔(100μm)。实验中我们分别改变样品与激光焦点的相对位置、对样品进行烧蚀的激光能量、烧蚀用激光的频率、烧蚀背景气体的压强、激光脉冲的形状等一些参量。通过在不同的实验条件下对样品进行烧蚀,得到了一些不同的烧蚀结果。对实验结果进行分析处理后,发现了一些有规律的现象,对于实验出现的这些现象我们都给出了相应的解释。

全文目录

内容提要  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章前言  9-21
  1.1 飞秒激光脉冲整形技术  9-14
    1.1.1 飞秒激光简介  9-11
    1.1.2 飞秒激光脉冲整形技术简介  11-12
    1.1.3 飞秒激光脉冲整形的基本原理  12-14
  1.2 激光烧蚀技术简介  14-20
    1.2.1 激光烧蚀理论介绍  14-17
    1.2.2 飞秒激光对金属材料微加工的理论研究  17-18
    1.2.3 飞秒激光对金属材料微加工的实验研究  18-20
  1.3 整形飞秒脉冲在烧蚀和精细加工中的应用  20
  1.4 本文的框架结构  20-21
第二章实验系统  21-29
  2.1 飞秒脉冲整形烧蚀系统光路  21-28
    2.1.1 激光系统  22-23
    2.1.2 空间光调制器（Spatial light modulator,SLM）  23-27
    2.1.3 4f 整形光路  27-28
  2.2 真空烧蚀系统光路  28-29
第三章实验结果和讨论  29-70
  3.1 改变激光焦点与样品相对位置对烧蚀的影响  29-39
    3.1.1 空气中改变激光焦点与样品相对位置  29-34
    3.1.2 不同激光能量下二极管信号比较  34-37
    3.1.3 真空中改变焦点和样品相对位置的比较  37-39
  3.2 不同能量对烧蚀的影响  39-42
  3.3 低重复率（  42-44
  3.4 背景气体对烧蚀的影响  44-47
  3.5 改变脉冲形状对烧蚀的影响  47-52
    3.5.1 较高能量不同整形脉冲作用下的烧蚀结果  48-50
    3.5.2 较低能量不同整形脉冲作用下的烧蚀结果  50-52
  3.6 对金属铜烧蚀的实验研究  52-70
    3.6.1 不同激光能量对金属铜烧蚀的影响  53-55
    3.6.2 改变样品与焦点的相对位置对烧蚀的影响  55-60
    3.6.3 不同形状脉冲对金属铜烧蚀的影响  60-64
    3.6.4 不同的气压条件对金属铜烧蚀的影响  64-70
第四章结论与展望  70-71
参考文献  71-76
致谢  76

整形飞秒激光对金属材料进行烧蚀的实验研究

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