Оптимизация параметров лазерного раскалывания двухслойных структур из монокристаллического кремния и стекла с использованием генетического алгоритма

Abstract

В работе при помощи численного моделирования определены значения технологических параметров, обеспечивающие эффективное лазерное раскалывание двухслойных структур из монокристаллического кремния и стекла при воздействии на обрабатываемое изделие лазерного пучка с длиной волны, равной 1,06 мкм, и хладагента. Выполнена многокритериальная оптимизация лазерного раскалывания двухслойных структур с использованием генетического алгоритма MOGA, встроенного в модуль DesignXplorer программы ANSYS Workbench. С использованием языка программирования APDL выполнен расчёт температур и термоупругих напряжений. Получена регрессионная модель резки двухслойных структур из монокристаллического кремния и стекла с использованием гранецентрированного варианта центрального композиционного плана эксперимента. В качестве варьируемых факторов использовались скорость обработки, мощность лазера, радиус пятна излучения пучка и толщина двухслойной структуры. В качестве откликов использовались максимальные температуры и напряжения растяжения в зоне лазерной обработки. Выполнена оценка влияния параметров обработки на максимальные значения температуры и напряжений растяжения в зоне лазерной обработки. Выполнена оптимизация лазерного раскалывания материала по критериям максимума растягивающих напряжений и максимума скорости обработки.