Как правило, для генерации плазменно-пылевых структур в ла-
бораторных условиях применяют газоразрядные ячейки на осно-
ве тлеющего разряда низкого давления, ВЧ-разряда, электронно-
циклотронного резонансного разряда, термической плазмы и др. [19].
Использование лазерного излучения для светоэрозионной генерации
пылевой плазмы сложного химического и ионизационного состава
ограничено тем, что пылевые частицы так же, как и вещество ма-
трицы, активно поглощают лазерное излучение. Для предотвращения
испарения пылевых частиц в течение времени лазерного воздействия
(или в послесвечении — при генерации волн развитого испарения
и ионизации) необходимо, чтобы спектрально-энергетический порог
развитого испарения пылевых частиц был выше порога многофактор-
ной (в том числе фототермической) ионизации матрицы.
Было определено, что спектрально-энергетические пороги лазер-
ной абляции конденсированных сред на основе элементов полимер-
ного ряда существенно снижаются при воздействии на мишень кван-
тами УФ- и ВУФ-излучения. В то же время в УФ- и БИК-диапазоне
спектра (
h
ν
≈
1
. . .
10
эВ) порог импульсной лазерной абляции опти-
ческих диэлектриков (стекло, кварц и т.д.) в большей степени за-
висит от длительности импульса лазерного излучения (
∼
τ
1
/
2
и
), чем
от энергии квантов воздействующего когерентного излучения. Ис-
ходя из существенного различия спектрально-энергетических поро-
гов лазерной абляции, установили, что при облучении полимерной
(C
2
F
4
)
n
-матрицы с внедренными в нее пылевыми частицами на осно-
ве кварцевых микросфер наносекундными (
τ
0
,
5
≈
10
−
8
с) импульсами
лазерного УФ-излучения возможна фотодеструкция материала поли-
мерной матрицы с последующей фотоионизацией среды. При этом
пылевые частицы могут не испаряться с поверхности аблирующей
мишени как в течение времени лазерного воздействия, так и в свето-
эрозионном газоплазменном потоке.
Для генерации и оптической диагностики лазерно-индуцированных
пылевых газоплазменных потоков с высоким пространственно-вре-
менн ´ым разрешением в широком диапазоне значений регулировоч-
ных параметров (
I
0
≈
10
7
. . .
2
,
5
·
10
8
Вт/см
2
,
W
≈
0
,
1
. . .
2
,
5
Дж/см
2
,
λ
≈
213
. . .
355
нм) разработаны экспериментальные методы и диагно-
стический модуль, где в качестве источника возбуждения использо-
ван Nd:YAG-лазер с генераторами третьей (
λ
1
≈
355
нм), четвертой
(
λ
2
≈
266
нм) и пятой (
λ
3
≈
213
нм) гармоник с энергией излучения
в импульсе
E
1
≈
300
мДж,
E
2
≈
150
мДж и
E
3
≈
50
мДж соответ-
ственно. Комбинированные аблирующие мишени изготовлены путем
послойного нанесения суспензии политетрафторэтилена (взвесь тон-
кодисперсного фторопласта-4 (
d
≈
0
,
06
. . .
0
,
40
мкм) в воде) на под-
ложку из массивного фторопласта. После нанесения слоя суспензии
(
δ
с
≈
10
. . .
15
мкм) над поверхностью мишени через металлическую
мелкоячеистую сетку рассеивали пылевые частицы — тонкостенные
32 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2013. № 2
