Влияние неравномерности потока испарения по радиусу пятна облучения на динамику разлета факела при импульсной лазерной абляции в вакууме
А.А. Морозов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
morozov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: динамика разлета газа, импульсная лазерная абляция, прямое статистическое моделирование Монте-Карло, гауссов пучок, плоский пучок
Страницы: 461-472
Аннотация
При лазерной абляции неравномерность распределения энергии поперек лазерного пучка приводит к неоднородности нагрева и испарения с облучаемой поверхности. Проведено исследование влияния возникающей неоднородности температуры и потока испарения с поверхности на динамику разлета факела при наносекундной лазерной абляции в вакууме. Предполагается, что температура поверхности линейно зависит от энергии лазерного излучения. Проведено прямое статистическое моделирование методом Монте-Карло импульсного разлета газа для лазерного пучка с плоским профилем энергии и гауссова пучка в предположении отсутствия поглощения лазерного излучения в факеле. Для плоского пучка температура поверхности одинакова по всему пятну облучения, тогда как для гауссова пучка она меняется по радиусу пятна. Показано, что для обоих пучков окончательное распределение частиц в факеле практически совпадает. При этом для гауссова пучка факел движется немного быстрее по сравнению с плоским пучком, что приводит к увеличению кинетической энергии частиц на времяпролетном детекторе на 2 - 4 %.
|
