导带电子的光吸收及其对材料破坏过程的影响!-物理学报.PDFVIP

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 ， ， ， ,# 0 ! 0 EF.,#D.0GHF ! I ／ ／ （ ）／ $+*!#!,#0 $!00+- ?@ABC%C%D% !!7;J.@7K.C2. I $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ 导带电子的光吸收及其对材料破坏过程的影响! 贾天卿 陈 鸿 吴 翔 （同济大学波耳固体物理研究所，上海 ） !#! （ 年 月 日收到） $### $$ # 计算了可见光和紫外光激光照射下声子和电子 空穴散射参与的导带电子的单光子吸收和双光子吸收速率， + 讨论了非线性吸收和空穴散射参与的吸收对材料损伤过程的影响 结果表明，这两种过程使导带电子吸收光子的速 . 率提高一倍以上，材料发生非热致损伤的临界强度降低约 ／ 雪崩速率不仅含激光强度的线性项，还包含了激光强 $*. 度的二次项和激光强度与空穴浓度的乘积项 理论给出的损伤阈值也有一定程度的减小 . . 关键词：石英玻璃，双光子吸收，单光子吸收，损伤机理 ： ， ， !## ,!--/ ,!)- 0(# 值功率已达 $! ! ／ ，甚至更高，通过多光子电离 $ 1 23 引 言 产生的导带电子的数密度很高 此时电子 空穴散射 $ ! 参与的光吸收和导带电子的非线性吸收都是不容忽 ［— ］ 超短脉冲激光照射下材料的损伤 $ 0 经历以 视的 遗憾的是这两个问题到目前为止尚未引起人 ! 下三个主要过程：导带电子的产生、加热、晶格中能 们的重视 本文以石英玻璃作为透明光学材料的特 ! 量的沉积与破坏 产生导带电子有两种相互竞争的 例，研究了超短脉冲可见光和紫外光激光照射下导 . 机制：碰撞电离和多光子电离 碰撞电离理论认 带电子的单光子吸收和双光子吸收，讨论了电子 空