毫秒脉冲激光辐照单晶硅材料的热效应数值模拟

毕业设计说明书中文摘要对于医疗、机械工业等诸多领域，激光与物质的互相作用的研究都有着非同寻常的意义。其中毫秒激光与介质材料的互相作用在近一些年更是得到了快速发展。因此，目前这方面的研究受到了广泛的关注。本文主要是探索毫秒激光作用于单晶硅材料产生的相关热效应数值模拟。首先在COMSOL中建立了有限元计算的毫秒激光作用于单晶硅的数值计算模型，然后经过计算得到瞬态温度场，得到了单晶硅材料在激光的辐照过程中温度的时间和空间分布最后对比分析了数值模拟的结果和已有的实验数据，验证了数值模型的合理性。86084

毕业论文关键词单晶硅,毫秒激光,有限元,数值模拟,温度

毕业设计说明书外文摘要

Title The numerical simulation of thermal effects caused by millisecond laser silicon

Abstract Research on laser-matter has great significance in many fields, such as medical science and mechanical processing。 Millisecond laser-matter interaction developed rapidly in recent years, and attracted much attention。 The numerical simulation of thermal effects caused by millisecond laser silicon is the main research contents in this thesis。 First, establish the finite element numerical calculation model about millisecond laser silicon in COMSO。After the calculation, the transient temperature field can be obtained，then we can get the time and space distribution of silicon in the process of laser irradiation。Finally, compared the results of numerical simulation with the previous experimental data, the rationality of the numerical model is verified。

Keywords silicon, millisecond laser, FEM, temperature

1 绪论 1

1。1 引言 1

1。2 研究背景 1

1。3 本文的工作介绍 4

1。4 本章小结 4

2 激光作用于靶材的数值研究 5

2。1 靶材对激光能量的吸收与反射 5

2。2 数值计算的常用方法 6

2。3 激光辐照靶材的温度场有限元分析 7

3 激光辐照单晶硅材料的数值模拟 11

3。1 单晶硅材料的基本物理参数 11

3。2 几何模型的网格剖分 11

3。3 建立新研究 12

4 数值模拟的结果与分析 14

4。1 三维温度分布和等温线 14

4。2 中心点的温度演变 14

4。3 实验对比 16

4。4 径向和轴向的温度分布 17

结论 24

致谢 25

参考文献 26

1绪论

1。1 引言

上个世纪六十年代，梅曼研制出了世界首台激光器，此后各种激光器迅速发展开来，如气体激光器、固体激光器、液体激光器、半导体激光器、化学激光器和准分子激光器等等。在农业、工业、医疗学、军事等研究领域，激光器都发挥着重要作用。例如，脉冲激光器的激光聚光束可以在坚硬的材料上打孔，小孔可以达到微米数量级，激光器的这一功能在激光外科、精细仪器加工、激光微型加工、激光切割等等各方面都得到了有效的应用。这些应用也使激光技术得到进一步发展。论文网毫秒脉冲激光辐照单晶硅材料的热效应数值模拟:http://www.youerw.com/wuli/lunwen_101994.html