1 江西师范大学 物理与通信电子学院，南昌 330022
2 江西光电子与通信重点实验室，南昌 330022
为了研究超短激光辐照下半导体表面的热效应，采用有限差分法对双温方程进行了数值模拟，研究了飞秒、皮秒激光作用下，半导体表面载流子和晶格的温度分布情况。结果表明，载流子与晶格的温度耦合时间和金属耦合时间大致相同，激光功率密度是影响载流子温升的主要因素，超短脉冲激光入射时能量主要被半导体表层载流子吸收，所得结论与实验结果较吻合。
激光物理 飞秒激光 有限差分法 半导体 双温方程 laser physics femtosecond-laser finite difference method semiconductor double-temperature equation
江西师范大学 物理与通信电子学院，南昌 330022
为了描述不同脉冲激光烧蚀金属表面作用过程，从双温模型出发，用有限元差分法对飞秒、皮秒和纳秒脉冲烧蚀金属表面的温度场进行了数值求解，将结果与不同的激光脉冲宽度内约化双温方程得到的解析解和简化方程进行了比较，并讨论了这些简化方程的适用范围和简化的合理性，还讨论了电子热流表达式与辐照激光光强的关系。计算结果表明，在不同脉冲宽度内的约化方程所得结果与双温模型数值求解符合得很好，证明了在飞秒领域，晶格温度可认为是常数，双温模型被简化为自由电子的温度变化方程；在皮秒激光领域，要用完整的双温方程描述；纳秒脉冲期间认为电子晶格温度相等，双温模型被简化为热传导方程。
超快光学 热效应分析 有限差分 双温方程 ultrafast optics thermal analysis finite-difference method double-temperature equation
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室,天津 300072
2 光电信息技术科学教育部重点实验室(天津大学),天津 300072
使用约化后的双温方程(DTE)对超短激光脉冲烧蚀铜薄层的过程进行了数值模拟；基于超短激光脉冲烧蚀过程中电子与晶格的温度不平衡性,分别模拟了这两个系统的温升过程,并由此得到了单脉冲烧蚀深度；通过变化激光能流,研究了脉冲能量对烧蚀深度的影响。模拟结果表明,随着激光能流的增加,相变爆炸引起的喷射出现得越深,同时材料烧蚀深度越大；理论计算与实验结果相吻合。
激光技术 超快激光技术 有限差分 双温方程 烧蚀深度
