利用飞秒瞬态热反射(FTTR)技术,可以分辨并探测微观热载流子间的相互作用,进而研究受激材料内部的非平衡热现象和微观能量输运过程。随着各种器件逐渐向高速化和微型化发展,探测厚度为纳米级的金属薄膜内部动力学行为对器件的优化设计具有重要的意义。本文利用飞秒激光泵浦.探测热反射实验装置,对Ag薄膜中的热输运过程进行了实验研究。　　 采用磁控溅射技术制备了不同参数的Ag薄膜及复合薄膜,并对部分样品进行了退火处理。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对样品的成分、晶体结构和表面形貌进行了表征,发现随着薄膜厚度的增加,薄膜的晶粒尺寸逐渐增大,退火后薄膜团聚成颗粒状。　　 超短脉冲激光加热金属时,金属内部会产生复杂的温度分布。当加热时间和电子-声子间相互作用时间相当时,电子温度会高于晶格温度,从而产生非平衡热输运过程。本文利用双温模型(TTM)在不同的参数条件下对Ag薄膜内部的电子-声子动力学过程进行了数值模拟。研究发现,飞秒激光作用于Ag薄膜时,在100fs时间内电子系统温度上升到极值,随后通过电子-声子间相互作用将能量传递给晶格系统,几个皮秒后二者到达热平衡状态。电子温度与晶格温度在薄膜内存在温度梯度；随着激光功率的增大,薄膜表层区域电子到达的峰值温度升高,电子和晶格间的非平衡作用时间增加；电子的弹道运动使得吸收的热量向薄膜更深处传递,从而降低了薄膜表面区域的温度,而弹道运动对金属薄膜超快动力学的影响程度由弹道运动范围决定。　　 利用飞秒激光泵浦-探测热反射实验系统,在不同的参数条件下对Ag薄膜及其复合薄膜中的热输运过程进行了实验研究。结果表明,在光穿透深度和弹道运动范围共同影响下,随着薄膜厚度的增大,样品反射率变化(ΔR／R)曲线到达的极值逐渐降低,恢复到平衡时的值也降低；薄膜厚度在光穿透深度范围内时,衬底对样品反射率影响显著；Ag／Cr／Ag和Ag／Cr复合薄膜中Cr层起散热层的作用,使得薄膜表层的热量从Ag薄膜电子系统中转移到Cr层晶格系统；退火处理、泵浦光功率大小都会对样品反射率产生一定的影响。实验研究发现,金属Au、Ag和Cu由于具有类似的核外电子分布,三者的反射率变化趋势相同,ΔR／R曲线下降的速度与金属中电子-声子耦合系数G的大小成正比,实验结果与模拟结果吻合。