Рис. 4. Максимальная глубина
кратера на ЗТВ Al-мишени в зави-
симости от плотности мощности
излучения с острой фокусировкой
(
S
0 min
)
—
1
; зависимость удельного
импульса отдачи (CH
2
)
n
-мишени:
острая фокусировка —
2
, режим с
K
-фазой —
3
, развитое испарение
—
4
,
I
∗
0
— порог развитого испаре-
ния (волны испарения)
связано с изменением режима нагре-
ва газа в волне поглощения лазерного
излучения и уменьшением доли пере-
излучаемой плазмой энергии по отно-
шению к энергии лазерного импульса.
На основании эксперименталь-
но измеренных пространственных и
спектральных распределений интен-
сивностей излучения в приповерх-
ностной зоне мишени и коэффициен-
тов отражения и поглощения от по-
верхности мишени плазменного слоя
были определены значения эффектив-
ных коэффициентов теплопередачи в
зависимости от регулировочных па-
раметров воздействия и установлено,
что экранирующее действие плазмен-
ного слоя у поверхности аблирую-
щей мишени проявляется в ослабле-
нии плотности мощности лазерного
излучения на мишени и зависит от га-
зодинамической структуры испарен-
ного потока.
Это позволяет определить верх-
нюю энергомощностную границу лазерного нагрева, которая опреде-
ляется условием отсутствия экранировки излучения на мишени, по-
глощением и рассеянием падающего излучения в плазме перед испа-
ряемой мишенью при связанно-свободных переходах электронов воз-
бужденных атомов и ионов, тормозным поглощением электронов и в
продуктах эрозии мишени в
K
-фазе, образующейся в результате объ-
емной конденсации расширяющегося потока пара.
В зависимости от параметров воздействия испарительного лазер-
ного импульса (
I
0
,
λ
,
E
,
τ
)
и теплофизических характеристик мише-
ней доля
K
-фазы в потоке пара может составить
N
k
∼
10
. . .
50
%
(
N
k
растет с увеличением
λ
г
и (
Т
пл
−
Т
и
))
, уменьшая (из-за экра-
нировки и рефракции излучения) количество теплоты, поглощаемое
мишенью, плотность пара у поверхности и массовый расход (
˙
m
Σ
)
.
При достижении пороговых для плазмообразования плотностей мощ-
ности лазерного излучения
I
0
> I
∗∗
0
происходит оптический пробой
пара (генерация волны термической ионизации — ВТИ), облегченный
(
I
0
пр
∼
10
7
Вт/см
2
)
поверхностью мишени (и легкоионизуемыми при-
месями в паре). Возникновение протяженного по радиусу мишени
68 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2005. № 4
