Е.Ю. Локтионов, Ю.С. Протасов, Ю.Ю. Протасов
8
С удалением от центра пятна фокусировки профиль интенсивно-
сти лазерного излучения может отличаться от гауссова, поэтому для
малых потоков возрастает погрешность определения зависимостей
амплитудного и фазового сдвигов отраженного волнового фронта
зондирующего излучения. Для того чтобы оценить отклонение про-
филя интенсивности излучения в пятне фокусировки от гауссова,
был проведен ряд измерений профиля пучка с использованием ПЗС-
профилографа (BP109-UV, Thorlabs): статистический разброс откло-
нений профиля интенсивности от гауссова составил ~±3 %.
Абсолютная погрешность использованного алгоритма восстановле-
ния фазового сдвига волнового фронта составляет Δψ ~ ±π/100 [16], та-
ким образом погрешность определения глубины кратера Δ
h
~ ±λ/200.
Масштаб переноса изображения в плоскость ПЗС-камеры интерфе-
ренционного микроскопа составляет ~ ±0,8 мкм/пиксель, т. е. абсолют-
ная погрешность определения радиуса кратера Δ
r
~ ±1,2 мкм (при
r
0
~ 20 мкм относительная погрешность Δ
r
/
r
0
~ ±6 %), что с учетом по-
грешности энергетической калибровки фотоэлектронного умножителя,
предназначенного для контроля мощности нагревающего излучения,
Δ
E
/
E
~ 5 % дает погрешность определения величины спектрально-
энергетических порогов лазерной абляции Δ
W
a
/
W
a
~ ±17 %. Абсолют-
ная погрешность определения массового расхода, исходя из размеров
светоэрозионного кратера на облучаемой поверхности, составляет
Δ
m
~ ±10
–14
кг.
Выводы.
Впервые выполнено экспериментальное сравнение ме-
тодов определения спектрально-энергетических порогов лазерной
абляции по данным о геометрических размерах светоэрозионных ка-
теров (диаметра, глубины и объема).
Показано, что расхождение значений спектрально-энергети-
ческих порогов лазерной абляции, полученных при одних и тех же
экспериментальных данных разными способами, может оказаться
существенным.
Показано, что интерферограммы поверхности могут быть использо-
ваны для определения порогов не только абляции, но и плавления.
Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ (госконтракты
№ 14.518.11.7009, 16.120.11.328-МК) и Российского фонда фундаменталь-
ных исследований (гранты 11-08-00848, 13-08-01391).
ЛИТЕРАТУРА
[1] Küper S., Brannon J. KrF-laser ablation of polyurethane.
Applied Physics A:
Materials Science & Processing
, 1993. vol. 57, no. 3, pp. 255–259.
[2] Haglund R.F., Miller J.C. (eds.).
Laser Ablation and Desorption
. Vol. 30.
London: Academic Press, 1998. 689 p.
