Модель механізму гальмівного поглинання лазерного випромінювання

Abstract

Проведена теоретична і експериментальна робота з встановлення параметрів плазми при наносекундній тривалості лазерного імпульсу та умові існування розвинутого газодинамічного руху плазми. Авторами отримано розв’язок задачі з опису поглинання лазерного випромінювання в щільному шарі гарячої плазми. Авторами встановлено аналітичні залежності, які досить добре відповідають реальним умовам і визначають геометричну і аналітичну товщини плазми. Ці результати співпадають з строгим розв'язком газодинамічних рівнянь дляпроцесу випаровування у "самоузгодженому” режимі. Вреальних умовах при фокусуванні випромінювання сильне бокове розширення плазми призводить до квазісферичного характеру розльоту і густина плазми зменшується значно швидше, ніж в одновимірному випадку. Автори порівняли вирази для внутрішньої енергії плазмиі оцінили час переходу плоскої течії в двовимірну. Це дало змогу виявити, що як у випадку плоскої течії, так і у випадку двовимірної течії внутрішня енергія плазми зростає за схожими законами.

Theoretical and experimental work was carried out on establishing the parameters of the plasma with a nanosecond duration of the laser pulse and the condition of the existence of the developed gas-dynamic movement of the plasma. The authors obtained a solution to the problem of describing the absorption of laser radiation in a dense layer of hot plasma. The authors have established analytical dependencies that correspond quite well to real conditions and determine the geometric and analytical thickness of the plasma. These results cooperate with the rigorous solution of the gas-dynamic equations for the evaporation process in the "self-consistent" regime. In real conditions, when the radiation is focused, the strong lateral expansion of the plasma leads to the quasi-spherical nature of the spread and the plasma density decreases much faster than in the one-dimensional case. The authors compared the expressions for the internal energy and estimated the transition time of a planar flow into a two-dimensional one. This made it possible to discover that both in the case of a planar flow and in thecase of a two-dimensional flow, the internal energy of the plasma grows according to similar laws.