1. 本选题研究的目的及意义
随着激光技术的快速发展，高功率、短脉冲激光在微纳加工、生物医学、光学器件等领域的应用日益广泛。
镀金光栅作为一种重要的微纳光学元件，在激光辐照下会产生复杂的电磁-热-力耦合效应，对其光学性能和结构稳定性产生重要影响。
因此，开展激光辐照下镀金光栅的电磁-热-力多场耦合分析具有重要的理论意义和实际应用价值。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，国内外学者对激光与物质相互作用，特别是激光与微纳结构的相互作用进行了大量的研究。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将围绕激光辐照下镀金光栅的电磁-热-力多场耦合展开深入研究，主要内容包括:
1.激光与镀金光栅相互作用机理研究:分析激光辐照过程中镀金光栅的电磁场分布、光吸收特性以及能量传递过程，建立电磁场、温度场和应力场之间的耦合机制。
2.电磁-热-力多场耦合模型建立:基于有限元分析方法，建立激光辐照下镀金光栅的电磁-热-力多场耦合模型，考虑光栅的几何结构、材料特性、激光参数等因素对温度场和应力场的影响。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.理论分析阶段:通过查阅相关文献，了解激光与物质相互作用的基本理论、镀金光栅的结构和特性、电磁-热-力多场耦合的基本原理，为后续研究奠定理论基础。
2.数值仿真阶段:利用COMSOL等有限元分析软件建立激光辐照下镀金光栅的电磁-热-力多场耦合模型。
首先，建立镀金光栅的三维几何模型，并设置材料属性、边界条件等参数。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：
1.建立了更为精细的电磁-热-力多场耦合模型:本研究将考虑镀金光栅的表面粗糙度、材料非线性等因素对温度场和应力场的影响，使得模型更加贴近实际情况。
2.分析了激光参数和光栅结构参数对多场耦合的影响:本研究将系统地研究激光功率、脉冲宽度、重复频率、光栅周期、线宽、厚度等参数对温度场和应力场的影响规律，为优化镀金光栅的设计提供更全面的理论依据。
3.结合实验验证了仿真模型的准确性:本研究将搭建实验平台，通过测量光栅的温度变化和形貌变化，验证仿真模型的准确性和可靠性，提高研究结果的可信度。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1.王凯, 刘冲, 冯爱明, 等. 基于 COMSOL 的激光辐照薄金膜多物理场耦合仿真[J]. 激光与红外, 2022, 52(12): 1412-1418.
2.陈光, 陈华, 郝亚茹, 等. 超快激光辐照金属材料的电磁-热-力多物理场耦合模型[J]. 中国激光, 2022, 49(18): 1802004.
3.郭帅, 冯爱明, 刘冲, 等. 激光辐照下金纳米球薄膜的电磁-热-力耦合效应[J]. 激光与光电子学进展, 2021, 58(10): 1032002.
