Тред №64010

ЦитатаХарактерной особенностью процесса взаимодействия импульсов лазера с твердыми образцами в газовой атмосфере является наличие так называемого низкопорогового приповерхностного пробоя газа.
Обычный оптический пробой газа с помощью сфокусированного лазерного излучения ("лазерная искра") давно и хорошо известен. Суть этого эффекта в том, что имеющиеся в газе затравочные электроны могут набирать энергию в поле волны, и при достаточно высокой напряженности электрического поля волны становится возможным развитие электронных лавин, и в результате создается чаще всего полностью ионизованная плазма.
Механизм оптического пробоя газа в отсутствие мишени заключается в лавинообразном размножении числа электронов и быстром нарастании степени ионизации газа, которые происходят благодаря тормозному поглощению лазерного излучения электронами и их соударениями с нейтральными атомами. При этом оказывается, что наиболее высокая пороговая плотность мощности излучения характеризует стадию развития пробоя, т.е. стадию образования лавины за счет всегда имеющихся в газе затравочных электронов.
Для чистого воздуха на длине волны СО₂-лазера порог пробоя составляет 2–3 ГВт/см².
При наличии твердой мишени начальная стадия развития пробоя оказывается существенно более низкопороговой. В качестве примера рассмотрим случай, когда на поверхности образца имеется поглощающий слой, например, получившийся в результате химической адсорбции.

...

Рассмотренный случай поглощающей пленки не является единственно возможным. В снижении порога пробоя могут играть роль микродефекты поверхности образца (чешуйки, "усы" и др.), имеющие плохой тепловой контакт с массой образца. Эти микродефекты могут быстро перегреваться до температуры выше точки кипения материала. Можно оценить, при каких размерах микродефектов их испарение произойдет при интенсивностях ∼ 10⁷Вт/см² за десятки нс. Образовавшиеся горячие пары имеют такую степень равновесной термической ионизации, что в них уже становится заметным поглощение лазерного излучения.