长脉冲激光作用下薄膜表面鼓包的形成机理

摘要

在光学薄膜的激光损伤实验中,可以在显微镜下观测到激光辐照引起的尺寸较大、形状对称性很好的鼓包.从杂质气化的角度,应用弹性力学的球壳受压膨胀模型,分析薄膜表面鼓包的形成机制,同时得到了相应情况下薄膜的损伤机制.结果表明,半径越大杂质在激光辐照下越容易引起薄膜破坏,填埋得越浅的杂质也越容易引起薄膜破坏.杂质诱导破坏机制下,薄膜的裂纹首先出现在杂质附近的薄膜基体中.在薄膜中出现裂纹的临界状态时,半径越大、填埋得越深的杂质所引起的鼓包尺寸越大、高度越高.这种热力耦合模型,弥补了现有理论的不足,进一步完善了现有理论.