《表1 不同激光功率下GH4099合金去除区域的直径》

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《GH4099合金的飞秒激光去除阈值》

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以激光功率为0.275 6，5.324 0 W时GH4099合金表面形貌为例，对低激光功率及高激光功率下的典型去除形貌进行分析。由图1可知，当激光功率为0.275 6 W时，GH4099合金表面存在一个圆形去除区域A（直径记为D1），其形貌与基体相同，只发生了材料去除；当激光功率升高至5.324 0 W时，在区域A的中心又出现一个圆形区域B（直径记为D2），该区域呈熔融凝固收缩态，说明其在激光去除过程中发生了熔化。由表1可知，当激光功率不高于1.911 3 W时，GH4099合金表面存在一个去除区域A，高于1.911 3 W时观测到了去除区域B；D1、D2均随着激光功率的降低而减小，将区域A和区域B的激光去除阈值分别记为Wth1、Wth2。当激光能量密度低于Wth1时，无法检测到去除区域；当激光能量密度介于Wth1、Wth2之间时，仅能检测到直径为D1的圆形去除区域A；当激光能量密度高于Wth2时，两种去除区域同时出现。由于飞秒激光的能量密度符合高斯分布，光斑中心的能量密度高于周围的，因此当入射激光功率较低时，光斑中心的能量密度低于材料的去除阈值，材料不发生去除；随着入射激光功率的提高，光斑中心的能量密度达到去除阈值，该处材料开始发生剥离；入射激光功率继续提高，光斑四周的能量密度亦逐渐达到材料去除阈值，去除区域面积增大，同时光斑中心处能量密度过高使材料熔化形成呈熔融收缩态的区域B，该区域同样随激光功率的持续提高而扩大。