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[美国激光学会ILSC? 2019：国际激光安全会议论文集 - 美国佛罗里达州南基西米（2019年3月18-21日）] 国际激光安全会议 - 基于损伤计算的激光系统眼部安全评估
摘要： 激光系统（如结合扫描与脉冲光源的激光雷达系统和医疗设备）日益复杂，这使其依据现行激光安全标准进行评估的难度增加。此外，该安全标准本身也日趋复杂，需要深厚的背景知识。我们提出一种基于损伤建模评估激光系统眼安全性的工具，通过将考虑特定光学设计的射线追踪软件，与热损伤情况下基于阿伦尼乌斯积分等损伤预测方法相结合来实现。本文探讨了将该易用软件包作为激光安全标准替代方案的可行性。为完成全面危害评估，我们计划将光化学、热力学和光力学机制下的损伤建模纳入其中。该方法对制造商改进产品光学设计以提升眼安全性可能具有特别吸引力。
关键词： 视网膜损伤，激光安全评估，损伤阈值
更新于2025-09-23 15:21:01
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非线性光学 || 光致损伤与多光子吸收
摘要： 一个具有重要实际意义的话题是光学元件的光致损伤。光致损伤之所以重要，是因为它最终限制了特定光学材料所能传输的最大功率。因此，光致损伤对许多非线性光学过程的效率构成了制约——它限制了可用于激发非线性响应的最大电场强度E。在此需要指出的是，当前激光技术已能产生强度足以超过所有已知材料损伤阈值的激光束。
关键词： 多光子吸收、非线性光学过程、激光技术、光学损伤、损伤阈值
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过红外纳秒激光加工单晶硅形成周期性超亲水微结构
摘要： 研究了单晶硅表面在红外和可见光纳秒激光脉冲辐照下，其形貌与成分随加工参数（激光能量密度、辐照光斑尺寸、脉冲次数、背景气体压力及组分）的演变规律。在3-6 J/cm2的较窄能量密度范围内，采用红外（1064 nm）激光脉冲可获得两类周期性表面微结构：当激光脉冲次数较少时，沿晶体取向在辐照区域内形成解理裂纹网格；继续辐照后，裂纹网格节点处会生成周期性微凸起。此类微凸起使硅表面呈现超亲水性，且在空气中长期存放仍能保持该特性。裂纹可在任何环境（包括真空）中产生，但微凸起仅在含氧条件下出现?？杉猓?32 nm）激光脉冲未观察到周期性结构。文中探讨了纳秒激光诱导硅表面周期性微结构的形成机制。
关键词： 氧化、超亲水性、硅、周期性微结构、纳秒激光烧蚀、损伤阈值
更新于2025-09-23 15:19:57
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伽马射线辐照对Nd:GSAG晶体结构、光谱及激光损伤阈值的影响
摘要： 分别采用0、2、10和20 Mrad剂量的60Co伽马射线对Nd:GSAG晶体进行辐照，以研究其抗辐射性能。XRD和拉曼光谱表征结果表明，辐照未改变晶体结构。因此，辐照导致的晶体颜色变化可归因于晶体内部色心的形成。在20 Mrad辐照剂量下，晶体仅出现轻微的透过率和激光损伤阈值下降，表明该晶体具有优异的抗辐射能力。所有结果表明，Nd:GSAG晶体可作为潜在激光增益介质用于辐射环境。
关键词： 伽马射线、损伤阈值、Nd:GSAG、激光增益介质、抗辐射性
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光诱导间接刺激下吸收介质的认知响应倾向与损伤阈值研究
摘要： 基于激光的研究可应用于生物学、医学、工程学等多个领域。脉冲激光能在短时间内诱发热弹性效应，从而对人体产生机械刺激。当弹性介质附着于人体并接受激光照射时，介质中产生的机械刺激可传递至人体，可能引发触觉感知。本研究探究了激光间接刺激对认知反应及吸收介质损伤的影响。通过人体实验，我们确定了多数受试者产生触觉感知的激光参数条件。此外，通过热分析模拟预测了激光脉冲能量、激光频率与吸收介质损伤阈值温度之间的关系。本研究结果有望为激光非接触式触觉感知的应用提供依据，该技术可广泛应用于激光生物医学刺激、触觉技术领域及其他生物医学场景。
关键词： 激光诱导热弹性效应、认知响应、损伤阈值、激光间接刺激
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用飞秒和皮秒红外激光脉冲对Kapton聚酰亚胺进行表面结构化处理
摘要： 脉冲激光烧蚀是实现聚合物和生物材料高精度加工与改性的最高效、最清洁的方法之一。目前针对聚合物烧蚀的研究多集中于紫外激光领域，而对红外（IR）波段的研究较少——随着超短脉冲激光技术的最新进展，红外波段研究正显现出特殊价值。本研究报道了针对重要工业聚合物Kapton聚酰亚胺的1030纳米超短激光结构化对比实验结果，直接比较了247飞秒与7皮秒激光脉冲的作用效果。我们测定了两种脉宽的激光诱导损伤阈值，发现飞秒激光阈值显著低于皮秒脉冲（约低3.5倍）。通过系统研究不同脉冲能量和聚焦条件下的飞秒/皮秒激光烧蚀坑特征，证实飞秒激光能实现精确的聚酰亚胺结构加工，而皮秒辐照会产生再沉积物、表面隆起及烧蚀坑边缘形成高凸缘等不良效应。论文最后探讨了飞秒与皮秒红外激光烧蚀聚酰亚胺的作用机制。
关键词： 火山口轮廓、膨胀、激光烧蚀、损伤阈值、激光加工、超短激光脉冲、多光子吸收、聚合物、聚酰亚胺
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于铜基板上生长的氧化铜层断裂和剥离的皮秒激光剥离方法
摘要： 本研究的目的是探究氧化铜在皮秒激光（脉宽12皮秒，波长1064纳米）辐照下的烧蚀去除行为。为此，采用浸渍法在纯铜基底上制备约750纳米厚的薄层CuO作为实验靶材。研究表明，与纯烧蚀行为不同，CuO层的去除过程主要基于非热剥离效应——单脉冲即可实现整片氧化膜从基底的完整剥离。确定实现该剥离效应的最小能量密度约为0.11焦耳/平方厘米。进一步分析表明：当激光能量密度低于0.62焦耳/平方厘米时，界面约束烧蚀会导致CuO层整体弹离；而在更高能量密度条件下，基底会残留薄层氧化膜。针对该现象，研究提出关于非线性吸收与碰撞电离诱发烧蚀的合理解释，指出直接烧蚀与界面剥离的共同作用最终导致了这种特殊去除特征。此外，还评估了氧化膜厚度对剥离阈值及去除行为的影响。
关键词： 起飞效应、损伤阈值、薄氧化膜、激光选择性去除
更新于2025-09-12 10:27:22
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飞秒中红外激光脉冲对硅的单次多级损伤与烧蚀
摘要： 尽管超快激光材料加工在过去二十年中以惊人的速度发展，但大多数应用都是基于近红外或可见光波长的激光脉冲开发的。中红外（MiR）飞秒激光源的最新进展可能为材料加工创造新的能力。这是因为，在此类加工所需的高强度条件下，将波长调谐至更长波段为激光-固体相互作用开辟了特殊路径。在此条件下，由于λ2标度关系，激光驱动电子的渡越能量可能显著超过光子能量、带隙和电子亲和能，并主导吸收过程，从而导致超快激光-固体相互作用传统概念的范式转变。不可逆的高强度超快中红外激光-固体相互作用是这一领域的主要研究对象，但迄今尚未得到系统研究。为填补这一基础空白，我们通过单飞秒中红外脉冲（λ = 2.7–4.2 μm）对硅材料的高强度超快改性进行了详细实验研究。采用扫描电镜、原子力显微镜、透射电镜结合聚焦离子束铣削、电子衍射和μ-拉曼光谱等技术，对超快熔融、与硅氧化物表面层的相互作用以及氧化物和晶体表面的烧蚀进行了离位表征。测量了激光诱导损伤和烧蚀阈值随波长的变化关系。传统理论模型未能复现损伤阈值的波长标度规律。为解释这一差异，我们探讨了中红外波长特有的渡越能量和场效应可能驱动的新型能量沉积路径。
关键词： 超快激光、烧蚀、硅、损伤阈值、中红外
更新于2025-09-12 10:27:22