飞秒激光热反射实验系统测量金属薄膜中的超快速热传递过程

工程热物理学报 , 2011, 32(3): 465-468.

飞秒激光热反射实验系统测量金属薄膜中的超快速热传递过程

王海东 ^1, , 马维刚 ^2, , 过增元 ^3, , 张兴 ^4, , 王玮 ^5,

1.清华大学航天航空学院,传热与能源利用北京市重点实验室,北京100084

2.清华大学航天航空学院,传热与能源利用北京市重点实验室,北京100084

3.清华大学航天航空学院,传热与能源利用北京市重点实验室,北京100084

4.清华大学航天航空学院,传热与能源利用北京市重点实验室,北京100084

5.清华大学航天航空学院,传热与能源利用北京市重点实验室,北京100084

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50676046;50730006)

关键词：飞秒激光热反射实验系统 , 纳米金属薄膜 , 双温度模型 , 非平衡热传导

Experimental Study of Ultra-Fast Heat Conduction Process in Metals Using Femtosecond Laser Thermal Reflection Method

飞秒激光热反射技术已经成为研究不同材料中超快速热传导过程的有效实验方法.实验中采用前表面加热、后表面探测的方法对不同厚度的Au薄膜进行了测量,通过比较表面电子温度可以得到超快速激光加热条件下Au薄膜材料中电子温度振荡的传递速度.结果表明瞬态条件下非平衡态电子是热量的主要载体,根据实验测量值拟合得到的能量传递速度接近于非平衡态电子气热扩散模型中的温度振荡传播速度.瞬态条件下电子气中热量传递规律的深入研究有利于高集成度微电子器件的热优化设计和飞秒激光精密加工技术的发展.

参考文献

[1]	Tang DW.;Araki N. .THE WAVE CHARACTERISTICS OF THERMAL CONDUCTION IN METALLIC FILMS IRRADIATED BY ULTRA-SHORT LASER PULSES[J].Journal of Physics, D. Applied Physics: A Europhysics Journal,1996(10):2527-2533.
[2]	J.K. Chen;D.Y. Tzou;J.E. Beraun .A semiclassical two-temperature model for ultrafast laser heating[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,2006(1/2):307-316.
[3]	Smith Andrew N.;Norris Pamela M.;Hostetler John L. .Nonequilibrium heating in metal films: An analytical and numerical analysis[J].Numerical Heat Transfer, Part A. Application: An International Journal of Computation and Methodology,1999(8):859-873.

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Experimental Study of Ultra-Fast Heat Conduction Process in Metals Using Femtosecond Laser Thermal Reflection Method

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