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国外研究现状关于激光与硅材料之间相互作用的研究已经开展了好多年。1979年Liu P L等人[3]对皮秒激光辐照硅材料进行了研究，并分析了硅材料表面的熔融损伤形貌。1980年Meyer等人[4]通过短脉冲激光和硅材料的辐照实验，研究解释了硅材料表面出现的物理现象。1982年Kim D等人[5]第一次使用参数表示的微扰理论，研究了高功率脉冲激光致使单晶硅和离子注入式的半导体层退火过程，结果发现晶格温度的升高与入射激光束和半导体材料的参数有密切的关系。1985年Gorodetsky G[6]等人在实验的基础上研究了纳秒激光与硅相互作用时硅材料的熔融以及等超声波产生的机理。1988年Aumiller G D[7]等人研究了飞秒激光与硅材料相互作用时的损伤机理，结果发现飞秒超短脉冲激光会造成材料内部原子的无规则运动，而这种无规则运动是电子激发造成的。1989年Preston J S[8]等人研究分析了波长为10.6 时激光与以硅材料为基底的薄膜之间的相互作用情况，在该过程中针对光束的半径以及材料表面自身的影响进行了详尽的论述。1996年Arora V K等人[9]研究了纳秒激光辐照单晶硅和硅基光电器件时的损伤情况，他们断定对于一个脉冲而言硅的损伤阈值是3.6 ，此外他们还获得了激光重复频率变化时多脉冲的损伤阈值。2002年Singh A P[10]进行了飞秒激光对硅材料的损伤实验，结果在硅材料的表面观察到了形似涟漪状的形貌分布，涟漪状区域会随着入射激光能量以及激光脉冲数的增加而进一步扩大，并慢慢演变为分离状。2005年Chen J K[11]等人建立了超短脉冲激光加热半导体材料时电子输运动力学的自洽模型，他们运用有限元方法得到了自由载流子和晶格温度的时间和空间的演变过程，并且研究了硅和锗的损伤阈值。2010年Conde J C[12]等人使用有限元方法研究了20ns激光辐照非晶硅和硅基锗光学薄膜时，温度分布和热应力的时间变化。他们发现0.18 的能量密度足以达到非晶硅和硅基锗光学薄膜的熔融温度。30547
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国内研究现状
在国内，1998年沈中华等人[13]采用热传导理论建立了二文的计算模型，并且考虑了材料的热物性参数的变化和入射激光的空间分布，结果给出了当纳秒激光照射硅材料表面时温度场沿z轴方向和光斑半径方向的分布情况，同时研究了入射激光束的功率密度与硅材料表面熔融时间之间的关系。此后，她们根据激光加热和熔融过程中能量守恒方程，给出了激光作用下材料熔融前后的温度分布、材料发生熔融的速度以及材料熔融深度的解析解，并以硅材料为例作了计算说明[14]。1999年她们采用双温模型分别模拟计算了在入射激光能量相同的情况下，皮秒和纳秒激光脉冲作用于硅材料的加热过程，结果表明在皮秒脉冲作用下，应该考虑载流子效应，采用包括晶格温度和载流子温度的双温模型来模拟硅半导体材料的加热过程，而在纳秒脉冲作用下，可以忽略载流子效应，用单纯的单温热传导方程来模拟[15]。论文网
2004年袁永华[16]通过纳秒级激光辐照硅材料致使其表面产生波纹的实验，观察到在样品表面出现了等距离的平行的波纹，测量了这些波纹的距离，并用声波传输理论较好的解释了该现象，此外，他认为这些波纹是热应力导致的。2005年高卫东[17]在热效应与热力耦合效应的基础上，分析了自由脉冲和单脉冲两种输出模式的1064nm Nd:YAG激光与单晶硅材料相互作用过程中的损伤特性，结合两种激光作用下单晶硅的损伤形貌，探究了超短脉冲激光对单晶硅的损伤机制。2006年禹烨[18]等人建立了二文非稳态的温度模型研究平顶型强激光对硅材料的辐照，结果发现温度场的分布并不是均匀的，在光束半径以内与边缘存在着明显的温度梯度，这种温度分布与材料的尺寸大小关系不大。