Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Топ:
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Дисциплины:
2017-12-20 | 215 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
При взаимодействии лазерного излучения с материалом (поглощающей средой), это излучение частично отражается от поверхности, а частично проникает внутрь материала и поглощается. Обозначим плотность мощности лазерного излучения - (ранее - усреднённое значение плотности потока мощности в пучке излучения), т.е. - есть количество энергии, приходящееся на единицу поверхности материала в единицу времени. Изменение потока мощности излучения в поглощающей среде описывается законом Бугера-Ламберта и обуславливается скин-эффектом:
Где - плотность мощности излучения на поверхности материала;
А – поглощательная способность материала, причём А=1-R (R – коэффициент отражения);
- коэффициент поглощения излучения в среде (в материале);
- координата, отсчитывается вглубь материала.
Приведённая формула соответствует случаю нормального скин-эффекта, применима к различным материалам. Однако, конкретные значения входящих в неё величин А и для различных материалов существенно различаются. Поэтому механизмы поглощения излучения и перехода его энергии в тепло могут также сильно отличаться для разных материалов.
В металлах кванты излучения поглощаются в основном электронами проводимости, которые затем рассеивают поглощённую энергию на тепловых колебаниях решётки. Этот процесс протекает в слое толщиной см, что соответствует глубине проникновения излучения в материал. Полная передача энергии кванта тепловым колебаниям решётки происходит за время сек. Это время значительно меньше длительности используемых для обработки материалов импульсных лазерных излучений. Поэтому можно считать, что выделение тепла в материале при воздействии лазерного импульса происходит с пренебрежимо малым временем запаздывания по отношению к изменению мощности излучения во времени.
|
Для металлов при воздействии излучения оптических частот (т.е. коэффициент поглощения не зависит от координаты в глубь материала). Тогда закон Бугера-Ламберта принимает вид:
,
а значения А и можно определить по формулам:
и - заряд и эффективная масса электрона;
- концентрация свободных электронов в металле;
- частота столкновения электронов (при которых происходит изменение импульса);
- скорость света в вакууме.
Глубина проникновения излучения определяется выражением:
Для большинства металлов в оптическом диапазоне длин волн характерны низкая поглощательная способность % и большой коэффициент поглощения .
В полупроводниках при комнатной температуре концентрация свободных электронов сравнительно мала (по сравнению с металлами). Поэтому поглощение излучения определяется в основном связанными носителями заряда. Причём сильно поглощают излучение с частотой будут такие собственные полупроводники, для которых энергия кванта излучения больше ширины запрещённой зоны, т.е. . Коэффициент поглощения излучения достигает значений .
Если , то под действием лазерного излучения электроны валентной зоны переходят в зону проводимости. С течением времени концентрация свободных электронов возрастает. При достижении концентрации свободных электронов порядка основная часть лазерного потока поглощается уже свободными электронами. Т.е. процесс поглощения начинает протекать также, как в металлах. Время достижения указанной концентрации свободных электронов составляет сек. Поэтому выделение тепла в таких полупроводниках, как и в металлах, происходит практически без запаздывания по отношению к изменению мощности излучения во времени (т.е. повторяет временное изменение импульса излучения).
|
|
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!