Образование плазмы при воздействии на монокристаллический кремний миллисекундного лазера

М. Го^ab, Г. Цзинь^c, С. Гао<sup>c

a</sup> Междисциплинарный технологический институт квантовой информатики Гилинского технического университета, 130052 Чанчунь, Китай
^b Гилинская лаборатория квантовой информатики, Чанчунь, Китай
^c Школа наук Чанчуньского университета наук и технологий, 130022 Чанчунь, Китай

Аннотация: Исследована абляция монокристаллического кремния в окружающую среду при воздействии на него миллисекундного оптического лазера марки Nd:YAG с длиной волны излучения, равной 1064 нм. С использованием теневого метода изучен процесс расширения плазмы при плотности энергии лазера 955,4 $\div$ 2736,0 Дж/см$^2$. Показано, что внешняя граница плазменного факела с течением времени диффундирует в окружающую среду, расширение плазмы происходит как в осевом, так и в радиальном направлении, при этом скорость расширения плазмы в радиальном направлении меньше, чем в осевом. Две центральные линии действия лазера симметричны. Установлено, что максимальная скорость расширения плазмы, равная 162,1 м/с, достигается при плотности энергии лазера, равной 2376,0 Дж/см$^2$, при этом образуется волна горения. Показано, что в отличие от случая воздействия на монокристаллический кремний короткоимпульсного лазера, при воздействии миллисекундного лазера существует два интервала времени, на которых скорость расширения плазмы увеличивается. При воздействии лазера с большой плотностью энергии происходит вспышка материала.

Ключевые слова: миллисекундный лазер, монокристаллический кремний, плазма, теневая фотография.

УДК: 533.9

Поступила в редакцию: 14.11.2016
Исправленный вариант: 15.03.2018

DOI: 10.15372/PMTF20180524

 Англоязычная версия: Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2018, 59:5, 943–950

Реферативные базы данных:

•