Образование кратеров в многокомпонентных поликристаллических мишенях под действием мощного лазерного импульса
Автор: Бурдонский Игорь Николаевич, Гольцов Александр Юрьевич, Макаров Константин Николаевич, Леонов Алексей Георгиевич, Родин Александр Вячеславович, Тимофеев Иван Сергеевич, Юфа Владимир Наумович
Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Рубрика: Теоретическая и приклодная физика
Статья в выпуске: 1 (17) т.5, 2013 года.
Бесплатный доступ
Представлены результаты экспериментальных исследований образования кратеров в многокомпонентных поликристаллических мишенях (андезита) и алюминии под действием мощного лазерного импульса с интенсивностью 1012-1013 Вт/см2 на длине волны 1,054 мкм, выполненных на лазерном комплексе «Сатурн». Полученные в эксперименте параметры кратеров для алюминия вполне удовлетворительно согласуются с результатами теоретических оценок, основанных на модели трансформации энергии лазерного импульса в энергию ударной волны при абляционном процессе на поверхности мишени в режиме гидродинамического воздействия. Для андезитовых мишеней расчетные значения в полтора-два раза превышают значения, найденные в экспериментах, что, по всей вероятности, связано с пористостью андезита.
Лазерное моделирование ударных процессов, плазменный факел, ударная волна, лазерная абляция, сверхскоростной микрометеоритный удар
Короткий адрес: https://sciup.org/142185890
IDR: 142185890
Список литературы Образование кратеров в многокомпонентных поликристаллических мишенях под действием мощного лазерного импульса
- Вейко В. П., Либенсон М. Н., Червяков Г. Г., Яковлев Е. Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. -М.: Физматлит, 2008.
- Анисимов С. И., Имас Я. А., Романов Г. С., Ходыко Ю. В. Действие излучения большой мощности на металлы. -М.: Наука, 1970.
- Маненков А. А., Прохоров А.М. Лазерное разрушение прозрачных твердых тел//Успехи физ. наук. -1986. -Т. 148, вып. 1. -С. 179-211.
- Анисимов С. И., Лукьянчук Б. С. Избранные задачи теории лазерной абляции//Успехи физических наук. -2002. -Т. 172, вып. 3. -С. 301-333.
- Gerasimov M. V., Ivanov B. A., Yakovlev O. I., Dikov Yu. P. Physics and Chemistry of Impacts//Laboratory Astrophysics and Space Research. -1999. -V. 236. -P. 279-330.
- Моногадзе Г. Г. Плазма метеоритного удара и добиологическая эволюция. -М.: Физматлит, 2009.
- Kissel. J., Kruger F. R. Ion formation by impact of fast dust particles and comparison with related techniques//Appl. Phys. -1987. -V. 42. -P. 69-85.
- Margarone D., L.aska L., Torrisi L. [et al.]. Studies of craters' dimension for long-pulse laser ablation of metal targets at various experimental conditions//Applied Surface Science. -2008. -V. 254. -P. 2797-2803.
- Учаев А. Я., Пунин В.Т., Никитушкина О. Н. [и др.]. Моделирование разрушения металлов при высокоскоросном ударе//Перспективные материалы. -2009. -Т. 5. -С. 20-24.
- Desai T., Batani D., Bussoli M. [et al.]. High-power laser ablation and planetary events//Radiation Effects & Defects in Solids. -2008. -V. 163, N 4-6. -P. 395-400.
- Mulser Р., Bauer D. High Power Laser-Matter Interaction. -Berlin -Heidelberg: Springer, 2010.
- Анисимов С. И., Прохоров А. М., Фортов В. Е. Применение мощных лазеров для исследования вещества при сверхвысоких давлениях//Успехи физ. наук. -1984. -Т. 142, вып. 3. -С. 395-434.
- Гуськов К. С., Гуськов С.Ю. Эффективность абляционного нагружения и предельная глубина разрушения материала под действием мощного лазерного импульса//Квантовая электроника. -2001. -Т. 31, вып. 4. -С. 305-310.
- Гуськов С.Ю. Эффективность гидродинамической передачи энергии плоскому слою вещества произвольной толщины при импульсном абляционном процессе//ЖЭТФ. -2003. -Т. 124, вып. 6(12). -С. 1271-1280.
- Bolkhovitinov E. A., Vasin B. L., Gus'kov S.Yu. [et al.]. Crater Formation in a Target under the Action of a High-Power Laser Pulse//Plasma Phys. Reports. -2004. -V. 30, N 2. -P. 183-186.
- Гуськов С. Ю., Бородзюк С., Калал М. [и др.]. Генерация ударных волн и образование кратеров в твердом веществе при кратковременном воздействии лазерного импульса//Квантовая электроника. -2004. -Т. 34, вып. 11. -С. 989-1003.
- Гуськов С. Ю., Касперчик А., Писарчик Т. [и др.]. Энергия ударной волны, инициируемой в различных металлах при воздействии мощного лазерного импульса//ЖЭТФ. -2007. -Т. 132, вып. 4(10). -С. 907-917. 18. Горная энциклопедия/под ред. Е. А. Козловского. -М.: Советская энциклопедия, 1984-1991.
- Mora P. Theoretical model of absorption of laser light by a plasma//Phys. Fluids. -1982. -V. 25. -P. 1051-1056.
- Gupta P. D., Tsui Y. Y., Popil R. [et al.]. Ablation parameters in KrF laser/plasma interaction: An experimental study//Phys. Fluids. -1987. -V. 30. -P. 179-185.
- Batani D., Stabile H., Ravasio A. [et al.]. Ablation pressure scaling at short laser wavelength//Physical Review E. -2003. -V. 68. -P. 1-4.
- Зельдович Я. Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидро-динамических явлений. -М.: Наука, 1968.
- Lewis CL. S., Cunningham P. F., Pina L. [et al.]. Characteristics of ion flows from laser irradiated plane targets//J. Phys. D. -1982. -V. 15. -P. 69-75.
- Pert G. J. Thermal conduction effects in laser solid target interaction//Plasma Phys. -1974. -V. 16. -P.1019-1033.
- Спитцер Л. Физика полностью ионизованного газа. -М.: Мир, 1965.
- Meyer B., Thiell G. Experimental scaling laws for ablation parameters in plane target-laser interaction with 1.06 𝜇m and 0.35 𝜇m laser wavelengths//Phys. Fluids. -1984. -V. 27. -P. 302-311.
- Станюкович К. П. Неустановившиеся движение сплошной среды. -М.: Наука, 1971.
- Урусов В. С. Теоретическая кристаллохимия. -М.: МГУ, 1987.
- Физические величины: справочник/под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. -М.: Энергоатомиздат, 1991.
- Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Развитие Земли. -М.: МГУ, 2002.
- Механика образования воронок при ударе и взрыве/под ред. А.Ю. Ишлинского,Г. Г. Черного. -М.: Мир, 1977.
- Фомин В. М., Гулидов А. И., Сапожников Г. А. Высокоскоростное взаимодействие тел. -Новосибирск: СО РАН, 1999.
- Седов Л. И. Методы подобия и размерности в механике. -М.: Наука, 1977.
