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近年来，由于激光武器已经引起了各国的重视，因而有关激光对于物质的损伤的探索工作也渐渐受到了很大的重视。硅是光电子器件及一些光器件的基本材料，而激光辐照对于这些器件的损坏可能会引起很严重的后果，例如导弹、卫星等在某些期间损伤后可能会失去控制和联系[12]。是以激光对于硅材料作用的效果研究正在逐渐成为了大家关注的重点。

随着激光器的不断研究开发，毫秒级脉冲激光器的脉冲输出能量得到了不断的提高，随之的激光束的加工能力也得到了相应的提升。但是，由于在空气中的传播中毫秒脉冲激光的效率较高，而且在与材料的作用中能量吸收效率较高等优点，所以相比于窄脉冲的激光来说，宽脉冲激光可以引起材料更大程度的损伤。因此，近几年来国内外对于激光武器的开发主要是在于毫秒级的强脉冲激光。而若要利用毫秒脉冲激光对硅材料进行加工，毫秒级脉冲激光与硅材料的互相作用则是其中关键的理论基础，因此做更多的相关方面的理论以及实验研究。

    现在，国内外的科学家们在长脉冲激光与单晶硅材料的互相作用方面也已经做了大量的研究工作[13,14,15]。而现在我国关于激光的相关讨论重点之一就是由于高能毫秒级激光作用于固体材料而产生的相关热力等方面的效应[16,17]。随后，通过在真空环境中用飞秒级的激光对硅样品烧灼的研究，Pronko等人[18]发现了激光烧灼硅样品的时候也会跟等离子体发生耦合。通过对宽脉冲激光作用于单晶硅的过程中所产生的气化现象的研究，张梁等人[19]发现了气化的材料蒸汽会导致之后加载的激光产生一种自聚焦现象，这得到的结论可以为长脉冲激光的实际应用提供有力的理论依据。

通过对比所做的实验研究，我们能看出来长脉冲激光作用于单晶硅材料时可能会产生一系列光学效应、力学效应、热学效应等等。而且比较起来，长脉冲激光的作用时间更长而功率又较低，而且长脉冲激光的辐照效应与短脉冲激光有很大的不同，当它作用于半导体材料时主要是产生热学效应，其中熔融和汽化热效应是其对硅材料的主要损伤。

由于长脉冲激光辐照硅材料产生的相互作用其过程十分复杂，同时又涉及到一些交叉学科的领域[20]，因此有关长脉冲激光与单晶硅材料互相作用的问题要想解决，还有很长的路要走。更由于这方面的实际研究需要很庞大的费用，所以为了节约成本，对激光与材料的互相作用的过程中的气化和熔融现象的研究通常是采用利用软件来进行数值模拟的方法。在上个世纪九十年代后期的时候，对于激光辐照光学窗口以及半导体和光学探测器等方面的理论以及仿真方面的研究我国已经得到了很重要的研究成果，其中，通过对持续激光辐照单晶硅材料的热力效应的研究，夏普军等人[21]分析出了激光加热不均匀才是光学材料内部的热应力会产生的根本原因。K。Rrugger[22]分析了激光的不同形状的光斑辐照板状材料产生的温度变化情况，在这个研究的过程中建立了一个比一维模型更符合实际情况的三维模型。M。Lax[23]通过利用吉尔霍夫变换法分析了在材料的热传导率会随着温度变化这一情况下的激光加热过程，最后得到了温度场随时间的变化关系以及在稳态的条件下热传导方程的解析解。而我校的沈中华教授等人[24]在对强激光辐照单晶硅材料的实验和数值模拟中，综合了硅的各种热学物理参数随温度的变化情况，同时又综合考虑了激光热源的空间分布情况，建立了一个二维轴对称模型并进行了COMSOL的数值模拟。