脉冲激光烧蚀在各个领域得到了广泛的应用,其诱导产生的等离子体具有复杂的演化机理。本论文结合理论、仿真以及实验,讨论了不同氩气压强大小对于皮秒脉冲激光烧蚀硅靶材产生等离子体的影响。论文的主要工作如下:1.提出了适用于皮秒脉冲激光烧蚀硅靶材的理论模型。该模型分别从靶材对激光的能量吸收、激光与等离子体的相互作用、以及等离子体的演化过程进行分析。2、使用基于二维流体动力学方法的软件POLLUX,对真空条件下皮秒脉冲激光烧蚀硅靶材过程进行模拟计算。从脉冲激光开始入射到结束后的十几纳秒内,等离子体中的电子总数可以达到1024量级。电子温度在百皮秒时刻就达到了50e V,并在短时间内迅速向外扩散。3.自主设计并搭建了一套光谱诊断系统,测试了不同气压下等离子体的动力学演化过程。等离子体中的硅离子根据所带电荷量大小,在空间上呈现出不同的速度分布。背景气压的增大使得等离子体的膨胀速度明显降低,整体的发光强度上升。同时发现高电离态离子会与背景气体分子反应,实现从高能级向低能级的转移,并观察到激波的位置。使用Stark展宽法对Ar II的特征谱线进行了计算,得出70、100 Pa条件下电子数密度的空间分布情况,其大小可以达到1016cm-3量级,且靶材表面也始终存在大量电子。通过以上内容的研究,可以更好地理解等离子体在背景气体环境下的物理演化机制,从而更好地将脉冲激光烧蚀技术与实际应用相结合。