Рефераты
Испаряется и разлетается
Лазерная абляция, то есть испарение тонкого поверхностного слоя материала под действием короткого мощного лазерного импульса, применяется во многих областях науки, техники и даже в медицине. Её используют для резки и сварки металлов, обработки поверхностей, коррекции зрения и так далее, в том числе и для получения наночастиц. При абляции материалов нано- и субнаносекундными лазерными импульсами происходят испарение мишени и возникновение плазменного факела с дальнейшим образованием микро- и наночастиц. Для практического применения важно знать временны́е параметры процесса, в том числе скорости разлёта компонент и конфигурацию абляционного факела.
Научная группа из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН и Филиала федерального исследовательского центра химической физики им. Н. Н. Семёнова РАН (Черноголовка), а также Объединённого института высоких температур РАН изучила скорости движения и плотность числа частиц, получаемых при лазерной абляции различных металлических мишеней (Ni, W, Sn, Re) в воздухе и вакууме. Для регистрации процесса абляции чаще всего используют скоростную видеосъёмку, но скоростные видеокамеры дороги, к тому же в них плохо видно то, что не излучает в оптическом диапазоне, и то, что размером меньше длин волн видимого света. Поэтому авторы реферируемой статьи применили сравнительно простой метод регистрации рассеяния зондирующего лазерного излучения с длиной волны 660 нм и максимальной мощностью 120 мВт. Для абляции использовали лазер с длиной волны 1,064 мкм, длиной импульса 0,6 нс, энергией в импульсе 0,1 мДж и частотой повторения до 4 кГц. Излучение фокусировалось в пятно диаметром 100 мкм с плотностью мощности 3,6 ГВт/см2. Пример определённых скоростей разлёта частиц: для W при абляции в вакууме — 600 м/c, а в воздухе при атмосферном давлении для частиц Re, Sn, W и Ni — 350, 420, 440 и 470 м/с соответственно. Методика позволяет определять и другие параметры факела.