脉冲激光微焊的理论与实验研究

主要讨论了单脉冲与多脉冲激光微焊中熔池的形成与发展的异同，提出了在激光微焊中一种增大熔深的方法，从而简化了激光电源的设计，对实际激光焊接具有重要指导意义。     

飞秒激光沉积ZnO/Si大面积均匀薄膜及其特性

利用飞秒脉冲激光沉积(PLD)法在Si(100)基片上制备大面积均匀的ZnO薄膜,通过激光束、靶材及衬底的运动使得所制备的薄膜均匀性面积大小不受限制。X射线衍射(XRD)结果显示,所制备的薄膜具有典型的六方纤锌矿结构,并沿(002)方向高度择优取向生长。场扫描电子显微镜(FESEM)显示,薄膜是沿垂直于衬底方向生长的六方柱状纳米晶,且膜厚均匀。紫外-可见光谱透射率显示,所制备的薄膜在380nm附近有一陡峭的吸收边,在可见光波段具有90%以上的透过率。光致发光(PL)光谱显示,薄膜在377nm处有一强而窄的紫外发射峰。实验结果表明,所制备的薄膜具有良好的结构及光学性能。     

温度对飞秒激光沉积ZnO/Si薄膜的结构和性能的影响

通过飞秒脉冲激光(50 fs,800 nm,1 kHz,2 mJ)沉积技术在n型Si(100)单晶基片上制备了ZnO薄膜.详细研究了基片温度变化以及退火处理对ZnO薄膜的结构、表面形貌及光学性质的影响.X射线衍射(XRD)结果表明,不同温度下(20~350℃)生长的ZnO薄膜具有纤锌矿结构,并且呈c轴择优取向;当基片温度为80℃时,薄膜沿(002)晶面高度择优生长;当基片温度为500℃时薄膜沿(103)晶面择优生长,场发射扫描电子显微镜(FEEM)结果表明薄膜呈纳米晶结构,并观察到了ZnO的六方结构.进一步通过透射光谱的测量讨论了基片温度及退火处理对ZnO薄膜光学透射率的影响,结果表明退火后薄膜的透射率增大.     

脉冲激光微焊中有关材料温度场的计算

本文主要讨论了多脉冲激光微焊中熔池的形成和发展过程,数值求解了工件表面受激光照射时的非稳态温度场,对激光焊接具有指导意义.     

工艺参数对飞秒激光沉积硅基ZnO大面积均匀薄膜性能的影响

研究了衬底温度、真空度、激光能量、激光脉冲频率及退火处理对飞秒激光制备硅基ZnO大面积均匀薄膜的结构和性能的影响.结果表明,当激光能量为1.5mJ、脉冲频率为400 Hz、真空度为1.0 mPa、衬底温度为80℃时,所制备的薄膜质量最佳.薄膜呈高度c-轴取向,为典型的六方纤锌矿结构,晶粒沿垂直于衬底表面的方向生长;当衬底温度高于80℃时,随着温度的升高,c-轴取向度降低.80℃制备的薄膜在可见紫外区域透过率达98;,电阻率随温度升高而减小,退火后薄膜的透过率增大、电阻率升高.     

氧压对飞秒激光沉积ZnO/Si(100)薄膜光学性能的影响

利用飞秒脉冲激光沉积法在n-Si（100）单晶衬底上制备了ZnO薄膜, 分析了衬底温度、激光能量、氧压及退火处理对薄膜结构和光学性能的影响. X射线衍射结果表明, 当激光能量为15?mJ、氧压为10?mPa时, 80?℃生长的薄膜取向性最好. 场扫描电子显微镜结果显示薄膜的晶粒尺寸随激光能量的增加而减小、随衬底温度的升高而增大且退火后明显变大. 紫外-可见透射光谱显示薄膜具有90%以上的可见光透过率.光致发光谱表明当氧压为10 mPa时,除了ZnO的紫外本征峰外, 还有一波长为410 nm的强紫光峰, 当氧压增至20 mPa以上, 所有缺陷峰均消失, 只有376 nm处的紫外本征峰. 与纳秒激光法所制备的薄膜特性进行了比较, 结果表明, 虽然纳秒激光沉积所制备的薄膜具有更高的c轴取向度, 但飞秒激光沉积制备的薄膜具有更好的发光性能. 关键词： 氧化锌 飞秒脉冲激光沉积 透过率 光致发光     

利用复振幅滤波器实现激光作用区温度均匀化的理论分析

理应用连续激光诱导金属膜或氧化膜层的过程中,由于激光焦斑光强呈高斯分布,致使材料表面激光作用区温度场分布成类高斯型,梦或的馥膜厚度正均匀、金属导线加宽,故直接利用高斯光束不能满足激光诱导技术对光束作用区温度均匀性的要求。文中利用复振幅滤波器对人射高斯光束的振幅和相位进行调制实现作用区光场均匀化的结果,模拟了在材料表面产生的温度分布。模拟结果显示,高斯光束通过复振幅滤波器后,光束作用区内温度场的分布均匀性良好,并且光斑半径范围内外温差显著,可以满足诱导技术对光束质量的要求。