В.И. Захаров, Е.Ю. Локтионов, Ю.С. Протасов, Ю.Ю. Протасов
2
действия (импульс отдачи, массовый расход абляции) упоминается
вскользь. Широкий диапазон энергомощностных и импульсно-перио-
дических режимов лазерного воздействия (
I
0
~ 10
5
…10
15
Вт/см
2
) не поз-
воляет остановиться на каком-либо одном методе.
Особенностью таких измерений является и то, что для дальней-
шего анализа [14] полученный результат нормируется на величину
подведенной энергии лазерного излучения, а не поглощенной или
непосредственно затраченной на абляцию, что оправданно при тех-
ническом анализе. Энергия, затраченная на абляцию, с учетом спек-
трального коэффициента отражения
R
(для ряда веществ
R
~ 0,95 и
более) и рассеяния тепловой энергии в объеме мишени (доля рассе-
янной энергии даже при фемтосекундном воздействии может при-
ближаться к единице [15]), т. е. энергия лазерного излучения, затра-
ченная непосредственно на генерацию механического импульса,
может быть значительно меньше подведенной, что существенно для
физического анализа процессов.
Цель данной работы — экспериментальный сравнительный ана-
лиз известных методов регистрации оптико-механических характери-
стик лазерной абляции твердотельных мишеней с точки зрения чув-
ствительности, области применения, сложности реализации, досто-
верности и взаимного соответствия получаемых результатов.
Краткий обзор методов регистрации импульса отдачи.
Балли-
стические маятники используются для определения полного механи-
ческого импульса, сообщенного мишени, путем регистрации макси-
мального угла отклонения маятника. Строго говоря, баллистически-
ми называются маятники, взаимодействующие с некоторой массой
(например, пулей, снарядом), в то время как в случае лазерной гене-
рации тяги корректнее говорить об импульсных маятниках. Как пра-
вило, жесткий подвес таких маятников располагается вертикально и
для уменьшения трения опирается на основание игольчатыми или
бритвенными ножками [12]. Значительно реже используются под-
пружиненные маятники с горизонтальным коромыслом [16].
Хотя физические маятники обладают пространственно неодно-
родным распределением массы, для малых колебаний принимается
следующее допущение о величине момента инерции
I
Ω
:
2
0
2
p c
T
I m g l
,
где
m
p
— масса маятника;
g
0
— ускорение свободного падения;
l
c
—
расстояние от оси вращения до центра масс;
Т
— период колебаний.
Как правило, импульс (сила
F
(
t
)) сообщается в точке маятника, не
совпадающей с его центром масс, а отстоящей на некотором расстоя-
нии
r
c
, что приводит к возникновению момента
τ
p
, а следовательно, и
