激光与材料相互作用及热场模拟PDF电子书下载

第一章 激光和激光器 1

1.1 激光及其基本原则 1

1.1.1 激光简史 1

1.1.2 激光的产生条件和基本特点 2

1.1.3 激光谐振腔和模式分布 6

1.1.4 激光模式和功率密度分布 13

1.2 激光器的分类和基本用途 20

1.2.1 激光器的分类 20

1.2.2 固体激光器 21

1.2.3 气体激光器 28

1.2.4 液体激光器 36

1.3 激光器的发展方向 38

参考文献 39

第二章 激光—物质相互作用和激光的吸收 41

2.1 激光在连续固态介质中的宏观吸收 41

2.1.1 固体材料宏观光学常量间的关系 41

2.1.2 激光的吸收与材料宏观光学常量间的关系 44

2.2 激光在固态介质中的微观吸收机理 45

2.2.1 激光在固态介质中吸收的洛仑兹阻尼振子模型 45

2.2.2 激光在金属材料中的吸收 48

2.2.3 激光在非金属材料中的吸收 50

2.2.4 激光在半导体材料中的吸收 51

2.2.5 激光在玻璃材料中的吸收 52

2.2.6 激光在固态介质中的散射 52

2.2.7 激光在固态介质中的非线性吸收 52

2.3 激光在有限大小固态介质表面的吸收 53

2.3.1 表面的反射和激光的偏振对吸收的影响 53

2.3.2 表面处理和激光的吸收 56

参考文献 62

3.1 光束的等效半径 65

第三章 激光在固态材料中产生的热场—解析解 65

3.2 光束在材料表面产生的热源 67

3.3 激光在半无限大表面产生的温度场的通解 68

3.4 高斯光束在半导体和绝缘体中产生的温度场 71

3.5 椭元高斯光束和高斯光束在金属表面产生的温度场 72

3.6 方形光束在金属表面产生的温度场 75

3.7 准稳态的温度场 77

3.7.1 运动表面点热源的准稳态温度场 77

3.7.2 运动表面热源的准稳态温度场 79

3.7.3 运动热源的准稳态温度场 81

3.8.1 双束分光系统光能分布_____傅立叶光学处理 82

3.8 高斯束经过光束变换装置后产生的温度场 82

3.8.2 双束分光系统光能分布_____几何光学处理 85

3.8.3 双束分光系统的温度场模拟 86

3.9 有限尺寸或复杂工作的温度场处理问题 89

3.9.1 简单薄板的处理方法 90

3.9.2 长方体的处理方法 91

3.9.3 楔形物体的处理方法 92

3.10 激光产生的温度场模拟和实验检验 93

3.10.1 高斯激光产生的温度场模拟和实验检验 93

3.10.2 带状高斯光束产生的准稳温度场模拟和实验检验 97

参考文献 99

第四章 激光淬火的唯象理论 103

4.1 静止高斯光束产生的表面热场极值的分析 103

4.2 运动高斯光束产生的表面热场极值的分析 105

4.3 用线性化方法处理温度随深度的变化—唯象理论的建立 108

4.4 用理论计算检验唯象理论的正确性 111

4.5 唯象理论的应用 113

4.5.1 唯象理论公式的直接应用 113

4.5.2 唯象理论在钢铁热处理中的应用 114

4.5.3 唯象理论的可能推广 117

4.6 唯象理论的实验检验和激光—材料相互作用 119

4.5.4 唯象理论小结 119

4.6.1 样品制备和实验设计 120

4.6.2 实验结果和唯象理论分析 121

4.6.3 实验结果和格林函数热场模拟分析 126

4.6.4 唯象理论预计的结果和实验对比 127

4.6.5 唯象理论的推广和实验对比 129

4.7 小结 130

参考文献 132

5.1 激光在正六面体表面产生的热场—均匀网格解 133

5.1.1 差分方程的建立 133

第五章 激光固态相变温度场模拟—差分法 133

5.1.2 差分方程的特点和解法 144

5.1.3 应用举例 147

5.2 激光在圆柱体表面产生的温度场 160

5.2.1 微分方程的建立 160

5.2.2 两种建立差分方程的方法 163

5.2.3 激光在圆柱体上产生的热场差分方程的建立 168

参考文献 176

附表：常用符号系统 177

作者后记 181