超短脉冲激光与透明电介质相互作用的研究.pdf

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1、分类号：——UDC：密级：——编号：超短脉冲激光与透明电介质相互作用的研究Ultra—shortpulselaserinteractionwithtransparentdielectrics学位授予单位及代码：丝壹堡王左生I!Q!竖2学科专业名称及代码：盘堂!Q2蝗QZ2研究方向：避世塑堡皇堑型邀堂墨申请学位级别：亟±指导教师：至巫盍熬攫研究生：i4握堡论文起止时间：2Q盟9=垫!Q：12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《超短脉冲激光与透明电介质相互作用的研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外．本

2、论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体．均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借闻。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：刘

3、槛!!!L年立月!坐日导师签名：：；l}j玉△，i!止年土月!里日摘要超短脉冲激光与透明电介质的相互作用，已经成为一个国际上的研究热点。本文总结了超短脉冲激光与电介质材料相互作用的物理机制，重点讨论了雪崩电离和多光子电离过程。并且以熔融石英玻璃为例分析了碰撞电离系数和多光子电离系数与激光入射强度之间的关系。对超短脉冲激光烧蚀透明电介质材料的相互作用进行了理论分析，得出了超短脉冲激光烧蚀电介质材料的烧蚀闽值、烧蚀深度与脉冲宽度和光子能量之间的关系。对激光烧蚀透明电介质材料进行了数值模拟，得出激光的能量平衡分布、吸收的能量沿传播波方向的分布、吸收能量的空间分布、晶大自由电子密度的变化。关

4、键词：超短脉冲激光透明电介质等离子体ABSTRACTThestudyofultra—shortpulselaserinteractionwithtransparentdielectricshasbecomeaninternationalhotspot．Theionizationprocessesofmulti-photonionizationandavalancheionizationinlaser-induceddamagearestudied．Thechangesofavalancheionizationrateandmulti-photonionizationratewitht

5、hechangesoflaserintensityareinvestigatedbytakingthesilicaglassasanexample．Theoreticalanalysetheultra—shortpulselaserinteractionwithtransparentdielectrics，andtherelationbetweendamagethresholdandlaserpulsedurationandphotonenergyisstudiedSimulatelaserablationoftransparentdielectricmaterial，getther

6、esultsofdistributionofthelaserenergy'balance，absorbedenergydistributionalongthepropagationdirectionofwave，thespatialdistributionofenergyabsorption，changesinthemaximumfreeelectrondensity．Keywords：ultra—shortpulselaser；dielectricsplasma摘要ABSTRACT目录目录第一章绪论⋯111超短脉冲激光的发展及应用⋯⋯⋯⋯12激光与透明电介质材料相互作用研究的意义及

7、应用⋯313本论文的主要研究内容⋯⋯7第二章激光烧蚀透明电介质材料的机理与理论分析821激光烧蚀透明材料的电离过程⋯82．2激光烧蚀透明介电材料的理论分析⋯⋯13第三章激光烧蚀透明电介质的数值模拟⋯j63l激光脉冲的传播与吸收及自由电子的方程演化163．2激光脉冲吸收的定性分析⋯193．3熔融石英中脉冲能量的吸收⋯⋯⋯22第四章聚焦条件下透明电介质中的空腔形成31总结与展望⋯38致谢⋯⋯39参考文献⋯⋯40第一章绪论11超短脉冲激光的发展及应用111超短脉