COMSOL 6.1版本：三维飞秒多脉冲激光烧蚀玻璃模型——双温变形几何烧蚀系统，含清晰注释与优化收敛，拓展应用潜力巨大,COMSOL 6.1版本：三维飞秒多脉冲激光烧蚀玻璃模型的深入解析：双温模型下的变形几何、烧蚀热源及温度场仿真,COMSOL 6.1版本 三维飞秒多脉冲激光烧蚀玻璃模型 模型内容：涉及双温模型，变形几何，烧蚀，飞秒脉冲热源，电子、晶格温度。 优势：模型注释清晰明了，各个情况都有涉及可参考性极强，可以修改，收敛性已调至最优，本案例可进行拓展应用 ,COMSOL 6.1版本; 三维飞秒多脉冲激光烧蚀; 双温模型; 变形几何; 烧蚀; 飞秒脉冲热源; 电子晶格温度; 注释清晰; 可参考性强; 可修改; 收敛性最优; 拓展应用。,COMSOL 6.1版三维飞秒激光烧蚀玻璃模型：双温变形几何烧蚀分析

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。

利用COMSOL仿真软件建立了铜片双温模型, 通过控制变量, 数值研究了光斑半径和激光能量对电子与晶格温度的影响, 并预测了烧蚀形貌。结果表明, 单脉冲激光光斑半径越大, 铜片的烧蚀深度越小, 烧蚀面积越大; 激光能量越高, 铜片的烧蚀深度越大, 烧蚀面积越大。实验结果进一步证实了仿真的可靠性。

为描述飞秒激光烧蚀金属表面过程,对双温方程进行了约化.用有限差分法对飞秒、皮秒脉冲激光在金属表面烧蚀过程的温度场进行了一维数值模拟.分析了在飞秒领域对双温方程约化的合理性.计算模型对电子与光子耦合系数的大小对金属表层电子温度的影响进行了分析,同时考虑不同脉宽、不同能流及功率密度大小的因素.发现电子与晶格耦合系数影响材料表面电子的温升及电子与晶格温度耦合时间;与皮秒激光比较,脉冲功率密度是影响电子最终温度的主要因素;飞秒激光烧蚀金属材料的厚度可达到表层厚度(吸收系数的倒数)量级.