组合激光对单晶硅热作用的数值分析

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1、分类号密级UDC^f式乂?禱香引拿NANJINGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY硕去学位论文组合激光对单晶桂热作用的数值分析(题名和副题名)李佳桂(作者姓名)指导教师姓名倪晓武教授学位类别工学硕壬光学工程学科名称研巧方向激光与物质相互作用论文提交时间2015年12月]》。注:注明《国际十进分类法UDC的类号硕±学位论文绝合激光对单晶洁热作用的数值分析作者:李佳桂指导教师:倪晚式教授南京理工大学2015年12月M日stersDiss

2、e巧曰tionNumericalAnalysisofThermalEffectofSingleCrystalSiliconbCombinedLaseryByJiaguiLiSupervisedbyProf.XiaowuNiN日njingUniversityofScience&TechnologyDecember2015,附件2.5;声明和授权声明格式声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研巧成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加W标注和致谢的部分外,不包含其他人己经发表或公布过的研究成果,也不包

3、含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料一。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名:/teiL>公年明旧/学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可W借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可向有关部口或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。研究生签名;Mk兴年《月f巧硕±学位论文组合激光对单晶珪热作用的数值分析摘要一为在激光加工中提离单晶娃材料对激光能量的稱合效率,利用个纳秒量级短脉冲

4、一个毫秒量级长脉冲激光形成的组合激光对单晶珪进行加工激光和,研究了二激光各自能量密度的变化和姐合激光脉冲延迟时间对作用效果的影响,得到了优化的激光脉冲延迟时间。基于热弹塑性理论,建立了组合激光福照单晶娃的二维轴对称有限元模型,并对温度场和应力场进行了数值模拟计算,其结果验证了姐合激光能够提高材料对激光的锅合效率;计算了组合激光中毫秒激光能量密度、纳秒激光能量密度的变化对组合激光作用,通过与同等能量的单毫秒激光作用效果比较后发现效果的影响:纪合激光中毫秒激光能量密度较低的时候,,作用效果较明显着毫秒激光能量密度的提高对作用效果的;随一定范围内提升相对变缓

5、。在,增加纳秒激光能量密度可提高组合激光的作用效果。实验测量得到的不同能量密度激光作用单晶娃后损伤形貌,与数值计算结果的趋势吻合。利用有限元方法模拟了不同延迟时间对姐合激光作用效果的影响,通过数值计算得,进而计算了改变毫秒激光能量密度到了最佳延迟时间、纳秒激光能量密度对最佳延迟时间的影响。结果表明:随着毫秒激光能量密度的提高,最佳延迟时间将缩短;提高纳秒激光输出能量密度,最佳延迟时间也将缩短。本文的研究结果可W为组合激光的应用提供理论和实验依据。关键词:,最佳延迟时间,组合激光,单晶娃,数值模拟能量IAbstract硕±学位论文Abstra

6、ctAnanosecondpulselaserandamUlisecondlongpulselaserarecombinedi打ordertoimrovethecoupefficiencofsinecrstalsUiconmaterialilaserrocessin.Theplingyglynpgeffectsofthechaneofthetwolaserbeamandthedelatimeofthecombinedlaserisstudiedgy,andtheotimized

7、tmedelasobtaine.piyidn--Basedothermalelasticpastictheoratwodimensionalaxismmetricfiniteelemently,yofcombinedlaseriadiationofsiliconisestablished.Thecoulinefficiencoflasercanberrpgyedthroua打a

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