1 南华大学 电气工程学院, 湖南 衡阳 421001
2 南华大学 机械工程学院, 湖南 衡阳 421001
结合双温模型的分子动力学模拟方法，研究了飞秒激光脉冲辐照B2结构镍钛合金时烧蚀阈值附近的靶材蚀除机制，数值模拟了中心波长为800 nm，脉宽为100 fs，能量密度为25~50 mJ/cm2的激光与90 nm厚B2结构镍钛合金薄膜相互作用过程。确定了脉宽为100 fs的脉冲激光与镍钛形状记忆合金相互作用的烧蚀阈值，发现烧蚀阈值条件下，靶材的蚀除机制是单纯基于应力作用的机械破碎;烧蚀阈值附近，未蚀除靶材受热影响发生无序化相变的区域较小，且随激光能量密度的降低而减小。 提高激光功率密度，烧蚀同时呈现热机械蚀除和机械破碎机制。
飞秒激光烧蚀 B2结构镍钛合金 双温模型 分子动力学模型 femtosecond laser ablation B2 Ni-Ti alloy two-temperature model molecular dynamics simulation 强激光与粒子束
2014, 26(9): 091025
1 南华大学电气工程学院, 湖南 衡阳 421001
2 南华大学机械工程学院, 湖南 衡阳 421001
运用结合双温模型的分子动力学方法, 数值模拟了脉宽为100 fs的超短脉冲激光烧蚀B2结构镍钛形状记忆合金薄膜的作用, 研究了较低能量密度下B2结构镍钛形状记忆合金靶材的相变过程。结果表明, 超快激光与B2结构镍钛形状记忆合金相互作用时, 压力波传播引起了热能的弛豫。脉宽为100 fs, 功率密度为20~35 mJ/cm2的激光与靶材作用时, 烧蚀产生的压力波在其传播过程中诱导靶材发生了相变, 并形成三明治结构。
分子动力学 相变 飞秒激光烧蚀 B2结构镍钛形状记忆合金 molecular dynamics phase change femto-second laser ablating B2 structure Ni-Ti shape memory alloy
