摘要：利用自主研发设计的波长为355 nm的纳秒脉冲激光微加工系统,在硅（100）表面进行照射加工,形成了线槽宽度约25μm的微结构。利用荧光显微检测和光谱检测等观测手段,对形成的线槽结构进行观测分析,发现加工过的区域可以发生强烈的光致发光现象。使用波长范围为400～440 nm的照明光照射加工区域,可以激发出波长范围为400～700 nm的荧光,且荧光光强随时间呈现指数衰减变化。从而证实了纳秒脉冲激光的照射加工改变了硅材料的光学属性,为利用脉冲激光加工制备硅基光电器件和结构进行了探索。

摘要：以单晶硅为对象,使用波长355 nm、脉宽15 ns的纳秒激光对单晶硅进行烧蚀加工试验研究。基于单因素法设计并完成了单晶硅纳秒脉冲激光直线刻蚀试验,探究了激光输出功率、激光脉冲重复频率、激光扫描速度和扫描次数对纳秒脉冲激光加工单晶硅表面形貌的影响规律。基于优化的加工工艺参数,在单晶硅表面制备出方形阵列的微结构。

摘要：针对木浮雕表面的毛刺打磨问题,提出了纳秒脉冲激光加工的方法。设计了具体的研究方案,阐述了激光与木材之间的作用机理。并且自行设计了激光加工实验平台,在该平台上完成了木材的烧蚀实验,初步分析了纳秒脉冲激光的参数对烧蚀结果的影响。

摘要：目的研究激光的频率、功率及扫描速度等参数对脉冲激光清洗航空铝合金表面S06-0215油漆涂层的影响,分析脉冲激光清洗的机制,优化工艺参数组合,并设计航空铝合金表面涂层一次性去除方法。方法以航空铝合金2A12为基材,开展脉冲激光的频率、功率和扫描速度等参数对基材表面涂层烧蚀深度的影响研究,以及烧蚀过程中基材表面最高温度的模拟研究。同时,以表面粗糙度和去除深度为评价指标,对2A12铝合金飞机蒙皮表面涂层进行清洗实验,对采用优化参数清洗后的蒙皮表面进行粗糙度测量、元素含量以及组成成分分析。结果脉冲激光的扫描速度和频率变大,以烧蚀为主导作用的去除机制逐渐减弱,同时振动机制逐渐增强,并最终转变为主导地位。影响激光去除深度的参数,按权重大小依次为扫描速度、功率、频率。结合模拟与实验结果发现,激光频率125kHz、功率70W和速度50mm/s为表面涂层S06-0215最佳的一次性去除工艺参数组合,此时能量密度大小为1.47J/cm^(2),清洗过程中,不损伤2A12铝合金飞机蒙皮基材。通过XRD、SEM以及EDS表征分析表明,氧化膜仅被部分去除。结论激光清洗铝合金表面油漆涂层采用合适的参数组合可以保留氧化膜,可以实现一次性地去除铝合金表面油漆涂层,同时对基材不会造成损伤。

摘要：基于太阳电池阵空间电弧放电理论,对纳秒脉冲激光诱导太阳电池阵电弧放电机理进行分析,采用空间放电模拟试验系统,试验研究了低地球轨道(LEO)等离子体环境下纳秒脉冲激光诱导太阳电池阵电弧放电的功率密度阈值及其放电特性。试验结果表明:LEO等离子体环境下激光诱导太阳电池阵电弧放电的功率密度阈值约为1.08×10^(8)W/cm^(2),与无激光诱导相比,放电持续时间增加了20%,且每施加1次纳秒脉冲激光诱导电弧放电概率约为60%。对比分析不同工况下的太阳电池阵损伤效应可得:纳秒脉冲激光诱导电弧放电破坏绝缘层最严重,容易造成太阳电池阵中部分PN结短路失效,其损坏程度远远大于空间环境太阳电池串间电弧放电烧蚀损坏效应和盖玻片表面热应力损伤造成的PN结断路失效。此结论可为航天器太阳电池阵放电试验的措施及试验参数选取提供参考。

摘要：本文自主研发设计了一套基于纳秒脉冲激光的加工系统,包括了控制单元、上位机图形软件、机械结构和光路系统。利用此系统,在单晶硅表面进行了微结构图形的加工实验,得到了较好的加工效果。借助卤素灯照明的显微镜和荧光显微镜对结果进行了进一步的观察分析,发现利用荧光显微镜进行观察,加工后的区域在特定波长照明光的照射下激发出荧光,可以清楚的看到加工结构的内部信息,边缘特征。说明纳秒脉冲激光可以改变硅材料表面的光学属性,这对进一步研究激光和硅材料的相互作用打下了一定的基础。