стижении пороговых значений лазерного излучения, равных для боль-
шинства металлов
10
7
. . .
10
8
Вт/см
2
(проведенные двумерные расчеты
подтверждают данное утверждение), ионизация начинается практиче-
ски от поверхности мишени.
Отметим, что в этой группе двумерных расчетов светодетонацион-
ный режим движения переднего фронта лазерного факела не реали-
зуется. Это связано с тем, что плотность потока лазерного излучения
относительно не велика (
q
Laz
= 2
·
10
7
Вт/cм
2
)
. Газ из окружающей сре-
ды, располагающийся за фронтом УВ, нагрет до сравнительно низких
температур (
T
∼
8
кK) и прозрачен для падающего на мишень лазерно-
го излучения. В этой ситуации движение переднего фронта лазерного
факела может быть описано волной дефлаграционного типа.
На рис. 1, рис. 5,
б, г
, рис. 8,
a
показаны двумерные распределения
температуры
T
(
r, z
)
и продольной скорости
v
(
r, z
)
, которые отвеча-
ют второй временн´ой стадии формирования лазерного факела (стадии
схлопывания).
На второй временн´ой стадии расширения лазерного факела подвод
энергии лазерным излучением уже отсутствует (
t > t
Laz
), т.е. отсут-
ствует источник энерговыделения внутри плазменного образования, а
значит, уменьшается подкачка энергии в ударно-волновой комплекс, в
результате чего он деградирует:
•
внутренняя УВ превращается в волну сжатия;
•
интенсивность внешней УВ падает;
•
температура внутри плазменного образования уменьшается от
T
= 15
. . .
30
кK на начальной стадии до
T
= 7
. . .
9
кK на второй
временн´ой стадии (см. рис. 5,
б, г
);
•
у поверхности металлической преграды возникает возвратное
движение внутри лазерного факела (рис. 6, 5,
в
), т.е. наблюдается схло-
пывание части плазменной области к оси лазерного факела и поверх-
ности металлической мишени.
На рис. 7,
а, б
приведены двумерные распределения магнитного да-
вления
P
м
. Сразу отметим, что давление
P
м
не оказывает никакого вли-
яния на процесс расширения лазерного факела. Для цилиндрически
симметричной формы лазерного факела напряженность спонтанного
магнитного поля имеет одну компоненту
B
=
B
ϕ
, изолинии которой
совпадают с изолиниями магнитного давления
P
м
и токов проводимо-
сти. Из приведенных рисунков видно, что на начальной фазе расшире-
ния вблизи мишени на границе плазма — окружающая среда возникает
тороидальная система токов, которая с течением времени отодвигает-
ся от поверхности конденсированной среды со скоростью приблизи-
тельно равной 3 км/c. Динамический процесс движения тороидальной
системы токов определяется выносом плазменного образования лазер-
ного факела и генерацией и диффузией спонтанного магнитного поля
в проводящей среде факела (см. рис. 7,
б
).
68 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 4
