雷射效應與工程套用

《雷射效應與工程套用》是2023年5月1日清華大學出版社出版的圖書，作者：韓敬華、馮國英、何長濤。

基本介紹

• 中文名：雷射效應與工程套用
• 作者：韓敬華、馮國英、何長濤
• 出版時間：2023年5月1日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302623694
• 定價：229 元
• 印次：1-1
• 印刷日期：2023.05.18

內容簡介

本書針對雷射與物質相互作用的基礎理論、效應機理、前沿套用等問題進行了概述和凝練，展示了雷射在精密製造、快速清洗、環境保護、雷射系統元件套用等領域的前沿成果。本書主要內容包括飛秒雷射特性及加工優勢雷射及電漿清洗、電漿光譜對界面檢測、雷射誘導光學材料損傷等。本書從雷射與物質相互作用的基本原理出發，針對不同的雷射參數和材料類型，對雷射作用過程和效應進行理論分析、機理研究、仿真模擬、實驗驗證、並建立了相應的物理模型。在理論研究的基礎上，對雷射作用效應進行了歸納，並對其套用的領域及其優勢進行了總結和歸納。

圖書目錄

目錄

第1章雷射效應及工程套用概論

1.1引言

1.2光的本質特性

1.2.1光的意義

1.2.2光的產生

1.2.3光的本質

1.2.4光的波粒二象性

1.3雷射技術的發展

1.3.1雷射技術國外發展史

1.3.2雷射技術在國內的發展

1.4雷射的基本特性

1.4.1雷射的基本特性及套用

1.4.2雷射束參量描述

1.5典型雷射器

1.5.1固體雷射器

1.5.2氣體雷射器

1.5.3光纖雷射器

1.5.4半導體雷射器

1.5.5自由電子雷射器

1.5.6高峰值功率雷射系統

1.6雷射波動描述及物質線性回響

1.6.1材料對雷射的巨觀描述

1.6.2雷射傳輸的電磁理論描述

1.6.3材料對雷射回響的微觀描述

1.6.4材料特性對雷射的回響規律

1.6.5散射效應

1.7雷射量子描述及電離效應

1.7.1線性電離(單光子電離)效應

1.7.2非線性電離效應

1.8雷射電漿效應

1.8.1電漿

1.8.2雷射電漿的產生

1.8.3雷射電漿的作用效應

1.9雷射技術套用簡介

1.9.1雷射化學

1.9.2雷射醫療

1.9.3超快超強物理

1.9.4雷射加工

1.9.5雷射探測

1.9.6軍事套用

1.10總結

參考文獻

第2章飛秒雷射特性及作用效應

2.1引言

2.2飛秒雷射技術

2.2.1脈寬壓縮和能量提升技術

2.2.2典型的飛秒雷射器

2.2.3飛秒雷射器的擴展

2.3飛秒雷射與物質相互作用的機理

2.3.1飛秒雷射與金屬材料的相互作用機理

2.3.2超短脈衝與金屬作用的熱力學模型

2.3.3飛秒雷射與電介質材料作用原理

2.4飛秒雷射脈衝微納加工

2.4.1飛秒雷射去除機制

2.4.2飛秒雷射加工的優勢

2.4.3飛秒雷射微加工的方法

2.4.4飛秒微加工存在的問題

2.5飛秒雷射微孔製造與特性研究

2.5.1需求背景

2.5.2表面貼片法提高微孔加工質量

2.5.3表面輔助薄膜法提高微孔加工質量

2.5.4理論分析

2.5.5小結

2.6石英基底的微流體通道製造

2.6.1研究背景

2.6.2飛秒雷射直寫與化學腐蝕結合法

2.7超短雷射的前沿套用

2.7.1超快領域

2.7.2超強領域

2.7.3超精細微加工領域

2.8總結與展望

參考文獻

第3章雷射除漆的機理、參量控制和最佳化

3.1需求背景

3.1.1傳統清洗方法

3.1.2雷射清洗的優勢

3.1.3雷射清洗的分類和機理

3.2雷射除漆機理和效應

3.2.1熱力學效應

3.2.2雷射相變燒蝕效應

3.2.3雷射電漿效應

3.2.4聲波震碎

3.2.5光子壓力

3.3大氣環境下雷射除漆的參量最佳化和選擇

3.3.1雷射參量選擇的必要性

3.3.2實驗研究

3.3.3理論研究

3.3.4油漆去除最佳雷射脈衝參數的確定

3.3.5小結

3.4雷射濕法除漆的參量最佳化和選擇

3.4.1雷射濕法除漆的特徵

3.4.2實驗結果

3.4.3理論分析

3.4.4水中油漆的去除機制和條件

3.4.5小結

3.5飛機蒙皮多層漆的雷射清洗機制及參量選擇

3.5.1飛機蒙皮清洗的必要性

3.5.2實驗研究

3.5.3理論分析

3.5.4飛機蒙皮分層可控雷射清洗

3.5.5小結

3.6基於聲光法的飛機蒙皮分層除漆複合監測

3.6.1引言

3.6.2基於光譜和聲學的監測法

3.6.3小結

3.7總結

參考文獻

第4章雷射電漿清洗微納顆粒

4.1引言

4.1.1微納顆粒污染的危害

4.1.2傳統的微納顆粒清洗技術及其局限性

4.2雷射電漿特性

4.2.1雷射電漿的產生

4.2.2雷射電漿衝擊波的形成

4.2.3雷射電漿衝擊波理論模型

4.3微納顆粒與基底表面的吸附機理

4.3.1吸附力類型

4.3.2影響吸附力大小的因素

4.3.3顆粒去除機理理論

4.3.4小結

4.4顆粒去除的影響因素和去除極限

4.4.1實驗研究

4.4.2微納顆粒清除粒徑理論極限研究

4.4.3雷射電漿壓力的空間分布

4.4.4微粒去除的雷射工作條件

4.5微納顆粒清洗的空間效應

4.5.1雷射電漿衝擊波去除顆粒實驗

4.5.2電漿清洗微納顆粒的空間效應的理論研究

4.5.3小結

4.6微納顆粒去除的熱力學作用效應

4.6.1顆粒特性的演化

4.6.2微納顆粒相變的理論分析

4.6.3小結

4.7雷射電漿去除微納顆粒的基底損傷問題

4.7.1顆粒誘導損傷坑形貌

4.7.2基底損傷的理論研究

4.7.3小結

4.8微納顆粒去除的極限問題

4.8.1微納顆粒清除殘留極限

4.8.2微納顆粒清除極限的理論分析

4.8.3小結

4.9透明基底表面微納顆粒雷射清洗研究

4.9.1透明光學元件基底表面顆粒雜質的危害

4.9.2實驗研究

4.9.3理論分析

4.9.4小結

4.10總結

參考文獻

第5章雷射電漿光譜特性及其在環境中的套用

5.1引言

5.2雷射電漿基本特性

5.2.1電漿電子溫度和電子密度空間分布特性

5.2.2自吸收特性

5.3LIBS技術用於元素分析

5.3.1定性分析

5.3.2半定量分析

5.3.3定量分析

5.4基於雷射電漿的油水分層溶液的厚度檢測

5.4.1實驗裝置

5.4.2油水分層液面的電漿電子密度和電子溫度空間分布

5.4.3特徵峰選擇

5.4.4基於電漿光譜法的油厚檢測誤差分析

5.5等離子光譜法檢測分層溶液厚度的方法

5.5.1分層溶液特徵元素和特徵峰選擇

5.5.2光譜強度對上層溶液厚度表征理論推導

5.5.3分層溶液厚度檢測誤差來源

5.5.4小結

5.6利用雷射誘導電漿快速光降解亞甲基藍

5.6.1工業需求

5.6.2實驗研究

5.6.3光催化作用機理

5.6.4降解效率的影響因素

5.6.5雷射能量對降解效果的影響

5.6.6初始H2O2濃度的影響

5.7總結

參考文獻

第6章雷射誘導光學材料損傷

6.1引言

6.2雷射在光學材料的電離擊穿、能量沉積及損傷問題

6.2.1雷射脈衝能量截斷和沉積的機理

6.2.2雷射脈衝能量的空間沉積特性及誘導損傷特性

6.2.3基於圖像處理的雷射誘導損傷特性自動識別

6.3雷射能量的直接沉積及誘導相爆炸研究

6.4雷射電漿誘導玻璃損傷

6.4.1雷射電漿特性

6.4.2雷射電漿衝擊波對玻璃前表面的衝擊損傷

6.4.3納秒雷射誘導熔石英後表面損傷及減緩方式

6.4.4小結

6.5雷射誘導透明介質體損傷的形貌特性及機理研究

6.5.1透明材料體損傷特徵

6.5.2實驗研究

6.5.3理論分析

6.5.4基於損傷形貌的實驗條件判斷

6.5.5小結

6.6總結

參考文獻

第7章雷射誘導光學薄膜損傷

7.1雷射誘導光學薄膜損傷的相關理論

7.1.1研究背景

7.1.2雷射誘導光學材料的損傷機理

7.1.3雷射誘導光學薄膜損傷的主要研究方法和結論

7.1.4小結

7.2雜質微粒誘導金屬薄膜損傷特性

7.2.1雜質誘導金屬薄膜損傷

7.2.2金屬薄膜的雷射損傷形貌

7.2.3雷射誘導薄膜損傷的理論分析

7.2.4小結

7.3雜質微粒誘導電介質薄膜損傷特性

7.3.1雜質微粒

7.3.2雜質微粒誘導薄膜損傷的機理

7.3.3雷射電漿誘導薄膜損傷形貌

7.3.4小結

7.4雷射電漿誘導光學薄膜的損傷特性

7.4.1雷射電漿對薄膜的損傷

7.4.2雷射電漿誘導薄膜損傷特性

7.4.3理論分析

7.4.4小結

7.5薄膜工藝對Ta2O5薄膜光電及雷射損傷特性的影響

7.5.1Ta2O5薄膜特性

7.5.2Ta2O5薄膜的製備和原理

7.5.3薄膜的微觀特性

7.5.4鍍膜過程對薄膜特性的影響

7.5.5小結

7.6總結

參考文獻

索引