[发明专利]一种用于飞秒激光烧蚀仿真的激光源模型的建立方法

摘要

本发明提供了一种用于飞秒激光烧蚀仿真的激光源模型的建立方法，根据激光在空间上和时间上的分布得出焦点下移的激光源模型，所提出的激光源三维模型可以描述实际加工过程中激光焦点随材料去除而下移的情况，通过在加工平面位置处（）将表达式分为两段，保证了在材料表面以上的激光能量密度是符合实际的，且在材料表面以下（即材料内部）能量密度是合理衰减的，所提出的激光源三维模型还可以描述实际加工过程中激光焦点在材料平面上的螺旋运动。

主权项

1.一种用于飞秒激光烧蚀仿真的激光源模型的建立方法，其特征在于：第一步，建立激光源模型初始状态下直角坐标系，以初始加工表面为xoy平面，激光传输方向为z轴正方向，以激光焦点中心为坐标系原点；第二步，针对激光能量在空间上的高斯分布情况，建立激光在空间上分布的表达式：    （1）其中：为反射率，为材料光学穿透深度，为电子弹道长度，为激光单脉冲能量，为加工平面的位置，为带有焦点下移的光束传输方程，其表达式为：     （2）式中：v为焦点下移速度，t为加工时间，为光束的瑞利长度；第三步，针对激光能量在时间上的高斯分布情况，建立激光在时间上分布的表达式：     （3）其中：为激光脉冲宽度，为激光重复频率，式（3）以为分段点，表示在时有激光输出，且激光在该时间段内呈高斯分布，而在之后至下一脉冲开始这一时间段内，无激光输出；第四步，根据式（1）和式（3），即可得出带有焦点下移的三维激光源模型：       （4）。