飞秒激光单晶金刚石

原子尺度刻画烧蚀

建立单晶金刚石飞秒激光加工的原子尺度模拟框架，量化不同激光通量与光斑半径对温度场、应力场及亚表面损伤的影响规律。

戴厚富 · Tiantian, Song · Bouachanh, Sihavong · Putthana, Vannaphone · Phoutthasone, Sibounnvong · Grigoriev, Andrei Ya · Wang, Qinghua · 杜昊

Diamond and Related Materials 2026

参数信息

激光通量范围

3–8 J/cm²

光斑半径范围

21.42–53.55 Å

技术优势

揭示损伤机制

通过分子动力学模拟捕捉到飞秒激光作用下温度、应力、位错和石墨化的动态演化，为理解亚表面损伤提供原子尺度证据。

实验验证

模拟结果得到实验验证，证实飞秒激光热效应导致沟槽边缘微裂纹，从而增加表面粗糙度。

应用场景

• 超快激光微纳加工：提供飞秒激光加工金刚石的原子尺度机理，指导微纳结构加工。
• 金刚石精密制造：通过量化通量和光斑半径对损伤影响，优化金刚石精密加工参数。
• 激光加工工艺优化：揭示热效应与微裂纹关联，为抑制表面粗糙度提供工艺指导。