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
运用结合双温模型的分子动力学模拟方法，研究了飞秒激光与 B2结构镍钛合金相互作用的烧蚀机制。采用中心波长为 800 nm，能量密度为 29.3 mJ/cm2，脉宽分别为 50、200、500、1 000 fs激光烧蚀 90 nm厚度的靶材，并对靶材底部运用压力传输边界条件，表明传输边界条件能够运用于该数值模拟中。靶材温度、内部压力随时间的演化以及原子位型展示了脉宽对烧蚀行为的影响。结果显示，相同能量密度下，脉宽越大辐照中心处电子峰值温度越低而辐照中心处晶格峰值温度越高，靶材热影响区域也越大。脉宽为 200、500、1 000 fs时发生烧蚀现象。
飞秒激光烧蚀 B2结构镍钛合金 压力传输边界条件 双温模型 分子动力学 femtosecond laser ablation B2 type NiTi alloy pressure-transmitting boundary conditions two-temperature model molecular dynamics simulation
