【摘 要】
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飞秒激光与金纳米薄膜的作用过程非常复杂,其中的两步热输送过程常使用抛物线型双温模型来描述。最近,有研究表明,当激光脉宽小于或与电子弛豫时间相当时,抛物线型双温模型不再适
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飞秒激光与金纳米薄膜的作用过程非常复杂,其中的两步热输送过程常使用抛物线型双温模型来描述。最近,有研究表明,当激光脉宽小于或与电子弛豫时间相当时,抛物线型双温模型不再适用,而应该采用双曲线型双温模型。针对这一问题,本文分别使用这两种双温模型与分子动力学相结合的方法,分别对脉宽为10fs、50fs和100fs的飞秒激光与金纳米薄膜的作用过程进行数值模拟,得出了薄膜电子温度、晶格温度和热应力的分布。结果显示,在不考虑受激电子弹道运动的情况下,电子弛豫效应对温度和热应力的影响很大;而在计入受激电子弹道运动引起的热输送因素时,电子弛豫效应对金薄膜的温度和热应力的影响可忽略不计。鉴于实验已明确了金薄膜中能量输送的电子弹道运动效应,我们认为,在以往的研究中,由于其没有考虑这一弹道运动的影响,电子弛豫效应可能被过高地估计了。而且,抛物线型双温模型仍然适用于脉宽小于100fs的超快激光与金薄膜相互作用的模拟研究。
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