飛秒激光與氮化硅晶體相互作用的研究.pdf

1、氮化硅晶體薄膜在微電子工業(yè)、光電子工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等方面具有廣泛的應(yīng)用。研究飛秒激光跟氮化硅晶體薄膜的相互作用，既能發(fā)展飛秒激光與電介質(zhì)材料相互作用的有關(guān)理論，為研究飛秒激光與其它電介質(zhì)材料相互作用提供借鑒，又可以拓展氮化硅晶體薄膜在微電子、光電子及納米材料器件方面的應(yīng)用范圍。 本論文對飛秒激光與β相氮化硅晶體薄膜相互作用的機(jī)理進(jìn)行了一定的理論研究。主要工作包含以下幾個(gè)方面： 一．依據(jù)飛秒激光與電介質(zhì)材料相互作用的相關(guān)理論

2、探討了飛秒激光與氮化硅材料相互作用機(jī)理。通過理論分析得出本文參數(shù)下的飛秒激光與氮化硅材料相互作用的主要非線性效應(yīng)是多光子離化和雪崩離化；飛秒激光與氮化硅材料相互作用的兩個(gè)具體過程是：首先通過多光子離化和雪崩離化使材料內(nèi)部電子電離，并最終在材料內(nèi)部形成等離子體狀態(tài)，之后等離子體強(qiáng)烈吸收激光能量直至氮化硅晶體材料被去除。 二．依據(jù)飛秒激光與電介質(zhì)材料相互作用的?？耍绽士?F—P)動(dòng)力學(xué)方程，通過數(shù)值計(jì)算分析討論了飛秒激光對p相氮化

3、硅晶體薄膜的損傷情況。首先計(jì)算了不同激光參數(shù)下氮化硅晶體薄膜的多光子離化系數(shù)和雪崩離化系數(shù)。然后通過MATLAB軟件編寫程序，求解飛秒激光與氮化硅晶體薄膜相互作用的F—P方程。計(jì)算出三種不同激光參數(shù)下氮化硅晶體薄膜的損傷閾值，損傷形貌，給出電子數(shù)密度、光強(qiáng)、表面反射率等參數(shù)隨脈沖持續(xù)時(shí)間變化的圖示關(guān)系等。三種激光參數(shù)分別為波長780nm，脈沖寬度100fs以上；波長800nm，脈沖寬度100fs左右；波長800nm，脈沖寬度15fs。計(jì)