一种CO激光辐照蓝宝石表面形成热膨胀凸起与环形熔融结构的方法

本发明公开了一种CO激光辐照蓝宝石表面形成中心热膨胀凸起与环形熔融结构的方法，采用波长10.6μm脉冲CO激光，垂直辐照单晶蓝宝石表面；调节重复频率1000~4000Hz、峰值功率42~85W、占空比20%~40%、辐照时间1~5s，使表面形成中心热膨胀凸起与环形熔融凹陷。通过光学显微镜和白光干涉仪观测形貌；建立二维轴对称模型，构建热‑固及热‑流耦合模型，求解温度场、应力场及纳维‑斯托克斯方程，将仿真形貌与实验对比验证。本发明实现了蓝宝石表面热膨胀凸起与环形熔融凹陷的可控制造，结合仿真揭示了热‑力‑流耦合机理，可用于微透镜阵列、环形光栅等光学元件。