解放军电子工程学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室， 合肥 230037
从傅里叶模型和非傅里叶模型的基本方程出发，通过有限差分方法对方程进行数值求解。分别分析了10, 1.0, 0.1, 0.01 ns这4种脉宽的脉冲激光作用于硅材料时两种传热模型温度曲线的相对变化；讨论了热弛豫时间对非傅里叶模型数值结果的影响。结果表明：脉宽小于或等于100 ps的激光作用于硅材料时，表层温度上升缓慢，会发生载流子效应，非傅里叶模型可以合理地反映这种现象；对于一般材料，载流子效应发生的条件是脉宽小于或等于材料热弛豫时间，此时应当用非傅里叶模型描述加热过程。
短脉冲激光 有限差分法 非傅里叶模型法 载流子效应 材料热弛豫时间 short-pulse laser finite difference method non-Fourier model carrier effect thermal relaxation time
从半导体材料的吸收机制出发,分析研究了激光能量在半导体材料中的传输过程,并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半导体材料的加热过程,结果表明在纳秒脉冲作用下,可以忽略载流子效应,用单纯的单温热传导方程来模拟。而在皮秒脉冲作用下,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。
脉冲激光-半导体材料的相互作用 双温模型 载流子效应
