Рис. 6. Пространственное распределение скорости
v
в лазерном факеле в
момент времени
t
= 2
,
14
мкс
от оси симметрии плазменного образования. Вследствие того, что по-
перечные размеры первой бочки растут как
R
/
r
Laz
≈
n
/(
γ
a
−
1)
,
осуществляется только первая бочка, размеры которой существенно
превышают радиус пятна облучения. На более поздних стадиях рас-
ширения лазерный факел приобретает эллиптическую пространствен-
ную форму (рис. 1, рис. 5,
г
). Из расчетов также следует, что скорости
v
продольного расширения (расширение лазерного факела вдоль ко-
ординаты
Z
), полученные при проведении двумерных и одномерных
расчетов для одинаковых условий в окружающей среде и параметрах
лазерного воздействия, имеют приблизительно близкие значения.
Таким образом, можно констатировать, что на общую динамику
процессов плазмообразования существенное влияние оказывают эф-
фекты двумерности, которые, в частности, проявляются в сильном
радиальном расширении лазерного факела.
Сильное радиальное расширение лазерного факела в центрирован-
ной волне разрежения, которая располагается на краю пятна облуче-
ния, сопровождается более интенсивным (по сравнению одномерными
вариантами расчетов) газодинамическим выбросом легко ионизуемых
(что облегчает их оптический пробой) паров материала преграды. Эти
пары, интенсивно поглощая падающее на поверхность мишени ла-
зерное излучение, увеличивают свою скорость в волне разрежения,
двигаются в сторону от мишени. При этом они быстро нагреваются
и ионизируются — происходит переход пара из состояния с темпера-
турой
T
= 2
. . .
5
кK в сильно поглощающую плазму (формируется
волна ионизации) с температурой
T
= 15
. . .
30
кK (см. рис. 5,
а, в
).
По мере увеличения интенсивности падающего лазерного излучения
фронт волны ионизации продвигается по направлению к поверхности
(в область относительно холодных паров вещества мишени). При до-
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 4 67
