摘要本文使用波长为1080nm的激光器辐照砷化镓材料，并使用高速红外测温仪实时记录材料表面中心温度的变化，得到了中心点温度变化曲线。运用COMSOL软件建立有限元数值计算模型，模拟激光器照射砷化镓的温升过程。数值模拟和实验结果符合的很好，结果表明波长为1080nm的激光器辐照砷化镓材料时，其温升过程主要分为二个阶段，第一阶段温度上升缓慢，第二阶段温度迅速上升。材料吸收系数和热导率随温度变化的材料特性是影响温升过程的主要因素。在建立模型时，网格的划分会影响模型计算结果，在吸收深度内应有足够多的网格；物性参数的选取同样也会影响模拟结果，故而解析解无法准确描述激光辐照砷化镓表面的温升过程。87513

毕业论文关键词    激光  砷化镓  红外测温 有限元

毕业设计说明书外文摘要

Title  Time-resolved temperature measurement and numerical   simulation of millisecond laser irradiated GaAs

Abstract Thermal process of 1080nm millisecond pulsed fiber laser irradiated GaAs time-resolved temperature measured by an infrared pyrometer,temperature evolution of spot center was presented。 The transient temperature fields was obtained by using the finite element method。 The experimental results are in good agreement with the numerical results。Results show that the process of temperature rise is composed of two stages。 In stage one temperature rising slowly , In stage two temperature rising rapidly。The results indicate that the optical absorption and the thermal conductivity are the key factor for the temperature evolution。 When build the model,the pision of the grid will affect the results of the model accuracy greatly and grids should be enough in absorption depth。Physical parameter also affect the results of the model。Analytic solution can not describe laser irradiated GaAs accurately。

Keywords  laser  GaAs  finite element  infrared radiation pyrometer

目   次

1   引言   1

2   实验   4来-自+优Y尔E论L文W网www.youerw.com 加QQ752018^766

2。1 实验过程   4

2。2 实验结果及讨论   5

3   数值模拟   8

3。1 数值模型   8

3。2 材料参数   9

3。3 网格划分  11

3。4 数值模拟结果及讨论    12

3。5 物性参数  16

3。6 损伤阈值  18

结论    20

致谢    21

参考文献  22

1  引言

激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，激光以其单色性好，方向性好，相干性好，能量高等优点在军事，工业，信息和医学等方面有着广泛的应用。其中激光与物质相互作用是都必须涉及的问题。所以激光与物质相互作用获得人们的广泛关注和研究。而随着可以的科技的发展，半导体材料被应用各个领域，是人们生活和生产必不可少的材料，但当半导体材料在超出器件所能承受的强激光辐照下，半导体材料和器件就会出现性能下降和功能失效等状况。所以研究激光对半导体材料的损伤十分重要[1-2]。源-于Y优~尔^论:文.网www.youerw.com 原文+QQ7520`18766

1。1  激光与物质相互作用

自从1961年世界第一台激光器问世以来，各式各样激光器层出不穷，这些激光器的应用涉及工业，农业，科学研究，军事等领域。例如，激光加工技术，激光核聚变，激光物质沉淀，激光退火激光武器，激光医疗等[2-7]。而这些的应用都是基于激光与物质相互作用的研究。20世纪70年代，激光与物质相互作用的研究取得重大进展，激光加工技术逐渐成型，激光武器毁伤原理取得巨大进步。80年代到90年代激光与物质相互作用研究重点为光学和光学探测器的研究，集成电子，无损检测，医疗激光技术等方面[8]，使得激光技术在国民计生中得以广泛应用。90年代，研究热点逐渐变为皮秒，飞秒等超短脉冲激光与物质相互作用[9]。随着研究的深入，新的技术和应用必将出现并造福人类。论文网