单晶铁金属表面污染物的激光烧蚀机理

• 作者: 张凯 张飞虎 沈荣琦 白清顺 苗心向 袁晓东
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 单晶铁 污染物 激光烧蚀 分子动力学
• 年，卷（期）: 2018,（23）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 136-145
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20180999

摘要

激光惯性约束核聚变装置中要求光学元件能够承受极高的激光通量,因此对装置内部洁净度有很高的要求.研究表明装置内部的颗粒污染物主要来源于装置内的机械结构件,杂散光作用下机械结构件表面的损伤将产生颗粒污染物.精密金属构件的激光诱导损伤问题是制约高功率激光装置超洁净制造的重要因素.由于机械结构件表面不可避免地存在污染物,因此本文基于传统的分子动力学能量耦合方式,模拟了激光与表面吸附污染物单晶铁的相互作用过程,探讨了铁材料在激光作用下的烧蚀行为,并分析了激光加载方式和激光能量密度对铁材料烧蚀的作用情况,对比研究了材料表面有无污染物对材料烧蚀的影响情况.研究表明:激光作用下铁材料表面原子在污染物原子的剧烈碰撞下呈现出不同的运动状态;激光能量瞬时加载时更容易烧蚀铁材料;当激光能量密度低于0.0064 J/cm2时,将去除铁材料表面的污染物并不会对铁材料产生烧蚀现象,进一步分析表明铁材料表面吸附污染物时更容易被激光烧蚀.研究结果可为提高高功率激光装置的内部洁净度、实现系统超洁净控制提供理论依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张飞虎	哈尔滨工业大学机电工程学院	132	2251	25.0	41.0
2	白清顺	哈尔滨工业大学机电工程学院	47	488	15.0	20.0
3	苗心向	中国工程物理研究院激光聚变研究中心	12	62	6.0	7.0
4	袁晓东	中国工程物理研究院激光聚变研究中心	114	624	13.0	17.0
5	张凯	哈尔滨工业大学机电工程学院	36	205	9.0	13.0
6	沈荣琦	哈尔滨工业大学机电工程学院	2	0	0.0	0.0