基于相场模型的超短脉冲激光诱导固体库仑爆炸损伤
光学
2025-04-18 v1 其他凝聚态物理
计算物理
摘要
大量实验证据表明，库仑爆炸主导着亚纳秒甚至更短激光脉冲下的非热材料去除，激光非热损伤已成为广泛讨论的主题。然而，目前尚无连续介质力学模型能够描述此类损伤的演化。本研究开发了一种通过 Allen-Cahn 动力学控制的相场变量来表征固体损伤的模型。该模型的参数基于以下概念机制定义：在库仑爆炸过程中，电子压力超过原子间势垒，导致材料从固体表面脱离形成小等效粒子，进而引发局部损伤。数值仿真验证了该模型的可行性，并展示了其在不同激光条件下预测损伤形貌的能力。本工作深化了对非热消融的理解，为优化超快激光加工提供了一项工具。
引用
@article{arxiv.2504.12774,
title = {Phase field model of Coulomb explosion damage in solid induced by ultrashort laser},
author = {Lihong Ao and Qin Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.12774},
year = {2025}
}