纳秒与飞秒激光作用下纳米金棒光热效应的理论与实验研究

• 作者: 赵鹏辉 冯璟 邢林庄 李东 陈斌 廖丁莹
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 医学
• 关键词: 激光技术 纳米金棒 激光诱导光学击穿 光热效应 电子-声子双温度模型
• 年，卷（期）: 2021,（22）
• 所属期刊栏目: 激光制造|Laser Manufacturing
• 页码范围: 136-144
• 页数: 9页
• 分类号: R318.51|R758.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202148.2202014

摘要

纳米金颗粒可以有效增强激光诱导光学击穿效应,但不同脉冲激光下激光诱导光学击穿的机理不同.为了从微观角度揭示纳秒和飞秒激光照射纳米金颗粒过程中颗粒内部的光热转换和环境介质的变化,建立了脉冲激光加热水介质中纳米金棒的电子-声子双温度模型,结合实验研究,分析了不同激光能量密度和脉冲宽度对光热转换过程的影响,以及纳米金棒微观熔化特性的差异.结果 显示,纳秒和飞秒激光照射下纳米金棒内部的电子和晶格温度的变化趋势基本一致.飞秒激光照射时纳米金棒的熔化阈值约为纳秒激光照射时的1％,纳秒激光照射时纳米金棒周围的水温更高.飞秒激光照射时纳米金棒形貌的改变主要以机械碎裂为主,而纳秒激光作用下则主要以热致纳米金棒熔化为主.