1
УДК 53.082;533.9.08;533.6.08;621.45
О верификации методов определения импульса
отдачи в микронаноньютоновом диапазоне
при лазерной абляции твердотельных мишеней
© В.И. Захаров, Е.Ю. Локтионов, Ю.С. Протасов, Ю.Ю. Протасов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, Москва, Россия
Выполнен сравнительный анализ методов экспериментальной регистрации оп-
тико-механических характеристик, в том числе малых и сверхмалых импульсов
отдачи (I
M
~ 10
–12
…10
–3
Н
с) при взаимодействии мощного лазерного излучения
(I
0
~ 10
5
…10
15
Вт/см
2
) с твердотельными мишенями. Обсуждаются области при-
менения, чувствительность, пространственная и временная разрешающая спо-
собность, сложность инструментальной реализации этих диагностических ме-
тодов, а также взаимное соответствие результатов, полученных с их использо-
ванием.
Ключевые слова:
лазерная абляция, удельный механический импульс отдачи, нано-
и пиконьютоновый диапазон, экспериментальные методики.
Введение.
Для регистрации оптико-механических характеристик
при лазерной абляции используется ряд методов, регистрирующих
непосредственно механический импульс (баллистические [1] и тор-
сионные [2] маятники, метод комбинированной интерферометрии
[3]), силу (тензоэлектрические [4] и МЭМС-датчики силы и момента)
и давление (пьезоэлектрические датчики [5]) отдачи на поверхности
аблирующей мишени, возникающие в результате генерации свето-
эрозионного паро-газоплазменного потока. Данные об эффективно-
сти генерации импульса отдачи важны для разработки технологий
лазерно-плазменных инжекторов [6], ускорителей [7] и двигателей
[8], установок лазерного термоядерного синтеза [9], а также для по-
нимания процессов лазерной абляции в целом [10]. Особенностью
большинства применяемых динамических методов определения им-
пульса отдачи является необходимость их калибровки. Корректность
процедуры калибровки может оказать существенное влияние на до-
стоверность получаемых результатов [11]. Следует также отметить,
что при использовании в одном эксперименте двух различных мето-
дов регистрации импульса отдачи результаты могут существенно
различаться [12].
Необходимость стандартизации методов измерения (оценки) удель-
ного механического импульса отдачи назрела давно, поэтому в работе
интернационального коллектива авторов [13] внимание уделено прежде
всего стандартизации понятий, относящихся к описанию режимов ла-
зерного воздействия (длительность и энергия импульса излучения,
площадь пятна фокусировки), а о методах регистрации результатов воз-
