1 黄山学院信息工程学院， 安徽 黄山 245021
2 大连理工大学机械工程学院， 辽宁 大连 116024
基于0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板进行了脉冲激光填丝焊接实验，研究了激光单脉冲能量和离焦量对焊缝成形的影响规律。研究结果表明，单脉冲能量和离焦量主要影响脉冲激光焊接热输入量、光斑大小和激光空间分布，并且对焊缝成形的宏观形貌影响较大；随着热输入量的增大，焊缝上下熔宽增大，焊缝下余高和下接触角也增大；在一定离焦量范围内，激光光斑直径越大，焊缝熔宽越大；受激光空间分布的影响，负离焦时，焊缝上熔宽总是略大于下熔宽；在一定工艺条件下，可获得正余高可控的焊接接头及熔宽、余高和接触角均匀而熔宽较小的焊缝形貌；焊缝上下表面光滑、均匀，表现出半圆波浪条纹特征。
激光技术 脉冲激光 填丝焊接 焊缝成形 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 111402
1 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室, 辽宁 大连 116024
2 黄山学院信息工程学院, 安徽 黄山 245021
建立了一维半导体Ge激光烧蚀模型,对不同功率密度的紫外激光烧蚀半导体Ge的过程进行了模拟,并对计算结果进行了分析,得到激光功率密度对烧蚀过程以及蒸气膨胀动力学特性的影响。结果表明,激光功率密度的变化对烧蚀过程影响非常大。照射的激光功率密度越大,靶的表面温度越高,蒸发深度、烧蚀蒸气温度和膨胀的速度、相应蒸气膨胀的空间尺度也越大,且等离子体屏蔽现象出现得越早。在给定的烧蚀条件下,等离子体屏蔽的阈值在1×108～1.5×108 W/cm2之间。
激光技术 等离子体 数值模拟 脉冲激光烧蚀 晶体Ge
1 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁,大连,116024
2 大连理工大学,三束材料改性国家重点实验室,辽宁,大连,116024
利用毫秒脉宽Nd:YAG激光对硅片进行了弯曲试验,给出了长脉宽脉冲激光弯曲硅片的能量阈值条件.研究了长脉宽Nd:YAG激光脉冲频率和脉冲宽度参数对硅片弯曲角度的影响,同时说明了脉冲频率和脉冲宽度参数对弯曲角度的影响可以转换成扫描速度和功率密度对弯曲角度的影响,并对试验结果进行了分析,引入了脉冲占空比来表征能量的时域分布对弯曲现象的影响.试验结果表明,采用毫秒量级脉冲激光可以对硅片进行弯曲加工,弯曲角度可达20°以上.
激光弯曲 硅片 脉冲频率 脉冲宽度 脉冲占空比
1 大连理工大学,物理与光电工程学院,三束材料改性国家重点实验室,辽宁,大连,116085
2 黄山学院,信息工程学院,安徽,黄山,245021
3 大连理工大学,精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁,大连,116085
针对激光烧蚀半导体材料Ge初期的特点,建立了1维的热传导和流体动力学模型.对波长为248 nm、脉宽为17 ns、峰值功率密度为4×108 W/cm2的KrF脉冲激光在133.32 Pa氦气环境下烧蚀Ge产生等离子体的特性进行了数值模拟.结果表明:单个激光脉冲对靶的烧蚀深度达到55 nm,蒸气膨胀前端由于压缩背景气体产生压缩冲击波, 波前的速度最大,温度很高.从不同时刻的电离率分布图中得出,在靶面附近区域,Ge的1阶电离始终占优势;在中心区域,脉冲作用时间内,Ge的2阶电离率比1阶电离率大,脉冲结束后,Ge的2阶电离率下降,1阶电离率逐渐变大.
脉冲激光沉积 脉冲激光烧蚀 等离子体 晶体锗
1 大连理工大学 精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁 大连 116024
2 大连理工大学 三束材料改性国家重点实验室,辽宁 大连 116024
以KrF准分子激光器为激光源,对目前工业上常用的硅片研磨抛光液的主要成分Al2O3颗粒进行激光清洗的试验和理论分析。建立一维热传导模型,利用有限元分析软件MSC.MarC模拟硅片表面的温度随激光作用时间和能量密度的分布。通过理论计算,量化了颗粒所受到的清洗力以及其与硅片表面之间的粘附力,理论预测出1μm Al2O3颗粒的激光清洗阈值为60 mJ/cm2。在理论分析的指导下,利用 248 nm、30 ns 的KrF准分子激光进行单因素试验,研究激光能量密度、脉冲个数、激光束入射角度对激光干法清洗效率的影响,并且实验验证了清洗模型以及场增强效应对激光清洗结果的影响。
激光清洗 硅片 清洗效率 Al2O3颗粒 laser cleaning silicon wafer cleaning efficiency Al2O3 particle
