УДК: 533.9, 621.373.826

Гетерогенная лазерная абляция и ее влияние на формирование приповерхностной плазмы при воздействии импульсного лазерного излучения

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Чивель Ю.А. Гетерогенная лазерная абляция и ее влияние на формирование приповерхностной плазмы при воздействии импульсного лазерного излучения // Оптический журнал. 2011. Т. 78. № 8. С. 16–23.

Chivel Yu.A. Heterogeneous laser ablation and its effect on the formation of a near-surface plasma under the action of pulsed laser radiation [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2011. V. 78. № 8. P. 16–23.

Ссылка на англоязычную версию:

Yu. A. Chivel’, "Heterogeneous laser ablation and its effect on the formation of a near-surface plasma under the action of pulsed laser radiation," Journal of Optical Technology. 78(8), 481-486 (2011). https://doi.org/10.1364/JOT.78.000481

Аннотация:

В широком диапазоне длин волн и длительностей импульсов лазерного излучения изучено влияние состояния поверхности мишени на процессы приповерхностного плазмообразования. Проведенные эксперименты позволили выявить локальный характер начальной абляции поверхности мишени, вызванный как дефектами поверхности, так и дефектами, возникшими на ранней стадии воздействия импульсного лазерного излучения из-за объемной гетерогенности твердых тел. Показано влияние локальности разрушения на развитие приповерхностного плазмообразования. Выявлены различия в характере образования приповерхностной плазмы при воздействии коротких импульсов с быстронарастающей интенсивностью лазерного излучения и при воздействии лазерных импульсов с медленно растущим фронтом. Установлено влияние локальности разрушения на развитие гидродинамической неустойчивости Рэлея–Тейлора контактной поверхности между парами мишени, а впоследствии плазмой, и сжатым лидирующей ударной волной окружающим мишень газом.

Ключевые слова:

абляция, импульсное лазерное излучение, плазма, гетерогенная структура, неустойчивость контактной поверхности

Коды OCIS: 140. 6810, 320. 3980, 4240

Список источников:

1. Phipps C. (Ed.). Laser Ablation and its Applications. Springer Series in Optical Science. 2007. 415 p.
2. Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Действие мощного лазерного излучения на металлы. М.: Наука, 1970. 220 с.
3. Chivel Yu., Petrushina M., Smurov I. Influence of initial micro-porosity of target on material ejection under nanosecond laser pulses // Applied Surface Science. 2007. V. 254. P. 816–820.
4. Гончаров В.К. Роль частиц материала мишени в динамике лазерного эрозионного факела // Инж.-физ. журнал. 1992. Т. 62. С. 665–683.
5. Geohegan D.B., Puretzky A.A., Duscher G., Pennycook S.P. Photoluminescence from Gas-Suspended SiOx Nanoparticles Synthesized by Laser Ablation // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 73. P. 438–440.
6. Mazhukin V., Smurov I., Flamant I. Overheated metastable states in pulsed laser action on ceramics // J. Appl. Phys. 1995. V. 78. P. 1259–1315.
7. Miotello A., Kelly R. Mechanisms of pulsed laser sputtering // Appl. Phys. Lett. 1995. V. 67. P. 3535–3540.
8. Min’ko L., Chivel Yu. Investigations of the pulsed laser induced destruction of metals and generation of particles // Journal de physique. 1994. V. 4. P. 175–180.
9. Min’ko L., Chivel Yu. Low threshold plasma formation near the solid surface // Proc. SPIE. 2000. V. 3688. P. 206–210.
10. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Зуев И.В., Кокора А.Н. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1985. 450 с.
11. Мартынюк М. Фазовые переходы при импульсном нагреве. М.: Наука, 1999. 330 с.
12. Lu Q., Mao S., Mao X., Russo R. Delayed phase explosion during high-power nanosecond laser ablation of silicon // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 80. P. 3072–3074.
13. Чивель Ю.А. Устройство для калибровки датчиков импульсного давления // Патент РБ № 6749. 2004.
14. Ефремов В.В., Минько Л.Я., Чивель Ю.А., Чумаков А.Н. Влияние характера разлета паров мишени на образование приповерхностной лазерной плазмы // Тез. докл. III Всес. конф. “Взаим. изл., плазм. и электр. потоков с веществом”. Л., 1988. С. 172.
15. Насонов В.И., Чивель Ю.А. Динамика плазмообразования при квазинепрерывном лазерном воздействии на металлы в атмосфере азота высокого давления // ЖПС. 2009. Т. 76. С. 898–906.
16. Минько Л.Я., Романов Г.С., Насонов В.И., Станкевич Ю.А., Чумаков А.Н. Динамика сублимации и начального эрозионного плазмообразования при воздействии квазинепрерывного лазерного излучения на металлы // Инж.-физ. журнал. 1994. T. 66. C. 449–452.

17. Минько Л.Я., Чивель Ю.А., Чивель В.Ю., Юкечев А.Н. Моделирование теплофизических процессов в приповерхностном слое металлов при воздействии импульсного лазерного излучения // Изв. РАН. Сер. физ. 1997. Т. 61. С. 1431–1436.
18. Черемской П.Г., Слезов В.В., Бетехтин В.И. Поры в твердом теле. М.: Энергоатомиздат, 1990. 376 с.
19. Yaws C.L. Yaws Handbook of Vapour Pressure. Huston: Gulf Pub. Co., 2007. 200 p.
20. Chandracekhar S. Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability. Oxford: Oxford Press, 1961. 640 p.
21. Mazhukin V., Nossov V., Smurov I. Analysis of laser-induced evaporation of Al target under conditions of vapour plasma formation // Thin Solid Films. 2004. V. 453–454. P. 353–361.
22. Иногамов Н.А. Турбулентная стадия тейлоровской неустойчивости // Письма в ЖТФ. 1978. Т. 4. C. 743–747.