激光与材料相互作用

Posted 2022-08-22 sonny-xby

一、概述

入射激光照射到材料表面时，材料表面会对激光产生吸收、发射和透射，并且遵循能量守恒定律。

当入射激光功率密度很低时，

　　材料表面主要发生对激光的吸收、发射和透射这一物理过程，材料在激光的辐照下不会产生热量及烧蚀等变化。

　　微观上看，入射光子被材料中的电子弹性散射，导致表面不会产生热量

当入射激光功率密度足够高时，

　　激光辐照到材料表面，材料表面吸收大量入射激光的能量并在极短时间内向临近材料表面的内部传递热量，使表层迅速被加热，若温度升高到材料的熔点或沸点，则材料表层发生熔融甚至气化，气化产生的粒子与后续激光继续作用产生等离子体作用于材料表面，使材料发生一系列变化。

　　微观上看，入射光子与材料中的电子发生非弹性散射，电子通过逆韧致辐射从入射光子获得能量，处于激发态的电子与声子相互作用，把能量传递给声子，激发强烈震动，从而使材料变热。