Лазерные технологии
2. Процессы передачи энергии лазерного излучения металлам Закон Бугера — Ламберта
Скачать Содержание

Закон Бугера — Ламберта


Необходимо отметить, что в соответствии с запретом Паули, в поглощении фотонов принимают участие не все свободные электроны в металле, а лишь та их часть, которая имеет кинетические энергии, отстоящие от уровня Ферми не более, чем на энергию кванта света, а в электрон-электронной релаксации участвуют лишь электроны с кинетическими энергиями, лежащими в интервале kTe от уровня Ферми.

Вместе с процессом электрон-электронной релаксации вследствие электрон-фононного взаимодействия с частотой vep происходит передача энергии от электронного газа решётке. В результате энергия фононного газа или тепловых колебаний возрастает.

Если частота фонон-фононного взаимодействия vpp больше частоты электрон-фононного взаимодействия vep, то энергетическая функция распределения фононного газа остаётся равновесной. В этом случае, как и для электронного газа, энергия, передаваемая решётке электронами, быстро перераспределяется между ионами таким образом, что фононный газ можно описать равновесной энергетической функцией с соответствующей фононной или решёточной температурой Tp.

В отличие от электронного фононный газ подчиняется статистике Бозе и описывается функцией распределения Больцмана:

f(E) = Bexp(–E/kT),
(2.4)

где B — нормировочный коэффициент.

Таким образом, в перераспределении энергии внутри фононного газа участвуют фононы из всего набора энергий.