Инд. авторы:	Булгакова Н.М., Жуков В.П.
Заглавие:	Роль фонового газа в нагреве металлических образцов фемтосекундными импульсами лазерного излучения
Библ. ссылка:	Булгакова Н.М., Жуков В.П. Роль фонового газа в нагреве металлических образцов фемтосекундными импульсами лазерного излучения // Теплофизика и аэромеханика. - 2009. - Т.16. - № 2. - С.177-188. - ISSN 0869-8635.
Внешние системы:	РИНЦ: 12328550;
Реферат:	rus: Рассматривается обнаруженный экспериментально эффект значительного увеличения остаточного тепла в металлических мишенях при их облучении фемтосекундными лазерными импульсами в фоновом газе по сравнению с условиями вакуума. Выполнено численное моделирование нагрева платиновой мишени фемтосекундными лазерными импульсами в аргоне при нормальных условиях с учетом пробоя газа в фокусной области лазерного луча перед мишенью. Используемая модель основана на комбинации тепловой модели, описывающей нагрев и фазовые переходы в облучаемом образце, и гидродинамической модели для описания движения фонового газа, возмущенного лазерным излучением в результате многофотонной ионизации. Показано, что горячий фоновый газ эффективно нагревает облучаемый образец. Существенную роль в нагреве играют гидродинамические процессы в фоновом газе.
Издано:	2009
Физ. характеристика:	с.177-188
Цитирование:	1. Chichkov B.N., Momma C., Nolte S. et al. Femtosecond, picosecond and nanosecond laser ablation of solids // Appl. Phys. A. ⎯ 1996. ⎯ Vol. 63. ⎯ P. 109−115. 2. Margetic V., Pakulev A., Stockhaus A. et al. A comparison of nanosecond and femtosecond laser-induced plasma spectroscopy of brass samples // Spectrochim. Acta B. ⎯ 2000. ⎯ Vol. 55. ⎯ P. 1771−1785. 3. 3. Le Harzic R., Huot N., Audouard E. et al. Comparison of heat-affected zones due to nanosecond and femtosecond laser pulses using transmission electronic microscopy // Appl. Phys. Lett. ⎯ 2002. ⎯ Vol. 80. ⎯ P. 3886−3888. 4. Feng Q., Picard Y.N., Liu H. et al. Femtosecond laser micromachining of a single-crystal superalloy // Scripta material. ⎯ 2005. ⎯ Vol. 53. ⎯ P. 511−516. 5. Vorobyev A.Y., Guo C. Direct observation of the enhanced residual thermal energy coupling to solids in femtosecond laser ablation // Appl. Phys. Lett. ⎯ 2005. ⎯ Vol. 86. ⎯ P. 011916-1−011916-3. 6. Vorobyev A.Y., Guo C. Enhanced energy coupling in femtosecond laser-metal interactions at high intensities // Opt. Express. ⎯ 2006. ⎯ Vol. 14. ⎯ P. 13113−13119. 7. Vorobyev A.Y., Kuzmichev V.M., Kokody N.G. et al. Residual thermal effects in Al following single ns- and fs-laser pulse ablation // Appl. Phys. A. ⎯ 2006. ⎯ Vol. 82. ⎯ P. 357−362. 8. Барчуков А.И., Бункин Ф.В., Конов В.И. и др. Низкопороговый пробой воздуха вблизи мишени излучением CO2-лазера и связанный с ним высокий импульс отдачи // Письма в ЖЭТФ. ⎯ 1973. ⎯ Т. 17, № 8. ⎯ С. 413−415. 9. Pirri A.N., Root R.G., Wu P.K.S. Plasma energy transfer to metal surfaces irradiated by pulsed lasers // AIAA J. ⎯ 1978. ⎯ Vol. 16. ⎯ P. 1296−1304. 10. McKay J.A., Bleach R.D., Nagel D.J. et al. Pulsed-CO2-laser interaction with aluminium in air: Thermal response and plasma characteristics // J. Appl. Phys. ⎯ 1979. ⎯ Vol. 50. ⎯ P. 3231−3240. 11. Кабашин А.В., Никитин П.И., Марин В. и др. Электрические поля лазерной плазмы при оптическом пробое воздуха вблизи различных мишеней // Квантовая электроника. ⎯ 1998. ⎯ Т. 25, № 1. ⎯ С. 26−30. 12. Агеев В.П., Барчуков А.И., Бункин Ф.В. и др. Нагрев металлов излучением импульсного CO2-лазера // Квантовая электроника. ⎯ 1979. ⎯ Т. 6, № 1. ⎯ С. 78−85. 13. Mao S.S., Mao X., Greif R. et al. Dynamics of an air breakdown plasma on a solid surface during picosecond laser ablation // Appl. Phys. Lett. ⎯ 2000. ⎯ Vol. 76. ⎯ P. 31−33. 14. Климентов С.М., Кононенко Т.В., Пивоваров П.О. и др. Роль плазмы в абляции материалов ультракороткими лазерными импульсами // Квантовая электроника. ⎯ 2001. ⎯ Т. 31, № 5. ⎯ С. 378−382. 15. Bulgakova N. M., Zhukov V. P., Vorobyev A. Y. et al. Modeling of residual thermal effect in femtosecond laser ablation of metals: role of gas environment // Appl. Phys. A. ⎯ 2008. ⎯ Vol. 92. ⎯ P. 883−889. 16. Келдыш Л.В. Ионизация в поле сильной электромагнитной волны // ЖЭТФ. ⎯ 1964. ⎯ Т. 47, №. 5. ⎯ С. 1945−1957. 17. Ireland C.L.M., Morgan C.G. Gas breakdown by a short laser pulse // J. Phys. D: Appl. Phys. ⎯ 1973. ⎯ Vol. 6. ⎯ P. 720−729. 18. Булгакова Н.М., Жуков В.П. Численное моделирование нагрева металлической мишени фемтосекундными лазерными импульсами в присутствии газа // Вычислительные технологии. ⎯ 2008. ⎯ Т. 13, № 8. ⎯ С. 21−37. 19. Weck A., Crawford T.H.R., Wilkinson D.S. et al. Laser drilling of high aspect ratio holes in copper with femtosecond, picosecond and nanosecond pulses // Appl. Phys. A. ⎯ 2008. ⎯ Vol. 90. ⎯ P. 537−543.