激光等離子體特性及膨脹動力學研究.pdf

1、自1960年T.H.Maiman成功的制造了世界上第一臺紅寶石激光器,其后的40多年里激光與物質的相互作用一直是相關研究領域基礎研究的熱點和技術應用的基礎,并且作為其中的重要內容和方向之一,逐漸形成了以脈沖激光燒蝕(pulsedlaser ablation PLA)為主題的研究方向和應用技術.尤其是近幾年超短脈沖激光科學的迅速發(fā)展為人類提供了前所未有的功率密度、電場強度和時間精度等非常極端的實驗條件,為許多科學的創(chuàng)新性研究和重大突破提供

2、了極其重要的平臺并產生了革命性的影響. 碲鎘汞是一種性能良好的紅外探測器材料,自問世以來,由于其獨特的物理特性和巨大的應用潛力引起了人們的極大注意.它的出現在相當大的程度上改變了光電探測器的發(fā)展面貌.目前HgCdTe在紅外技術中的地位尤如Si在微電子技術中的地位.因此對HgCdTe進行深入地研究具有重要的意義.另外碲鎘汞存在制備工藝復雜、成本高等特點,尤其是HgCdTe薄膜的制備在國際上被公認為具有極大的難度和挑戰(zhàn)性.脈沖激光沉積

3、技術(PLD)是利用激光技術制備薄膜的一種方法,它是在研究激光誘導等離子體的過程中產生的,用此方法制備的薄膜質量與等離子體的空間行為密切相關.本論文研究了脈沖激光與碲鎘汞相互作用過程中產生等離子體的演化性質,所獲得的一些重要結論為改善PLD技術、提高薄膜質量提供了直接的依據. 論文中用光學多道分析儀(OMAⅢ)探測了碲鎘汞等離子體的發(fā)射譜.通過對等離子體的時間演化譜線的分析我們發(fā)現等離子體在激光照射靶面后的很短時間內產生,并輻射出

4、強的連續(xù)譜,且連續(xù)譜隨時間延遲而減弱,隨著距離靶面距離的增加而減弱,接著我們對產生這一系列現象的原因做出了相應的解釋.另外對三種不同氣壓下激光燒蝕HgCdTe產生等離子體的時間演化譜進行了觀察分析,發(fā)現外界氣體壓強對等離子體強度的影響很大.根據激發(fā)原子和離子到達觀察位置的時間得到了出射粒子的速度,并研究了不同氣壓下出射粒子的飛行距離與延遲時間的關系.最后利用Mont-Carlo Srim2003模擬程序對離子的投影距離、投影距離分布和能