1
УДК 533.95;53.082.54
Исследование светоэрозионных оптических разрядов.
Исследование импульсных светоэрозионных
оптических разрядов в радиально
ограниченных каналах
© Е.Ю. Локтионов, Ю.С. Протасов, Ю.Ю. Протасов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Радиальные ограничения области воздействия при лазерной абляции создаются
как естественным образом (при сверлении глубоких отверстий), так и искус-
ственно, преимущественно для увеличения эффективности генерации импульса
отдачи или интенсивности коротковолнового излучения. В статье приводятся
результаты экспериментального исследования динамики и макроструктуры оп-
тических разрядов с аблирующей стенкой (время возбуждения τ ~ 10
–8
c) в квад-
ратном канале, как в атмосферных, так и вакуумных условиях.
Ключевые слова:
оптические разряды с аблирующей стенкой, радиальное ограни-
чение, динамика и макроструктура разряда, скоростная теневая и шлирен-фото-
регистрация, лазерная интерферометрия.
Введение.
Как известно, исследование импульсных течений га-
зоразрядных процессов представляет значительный интерес для фун-
даментальных и прикладных исследований [1]. Радиально ограни-
ченные лазерно-индуцированные потоки используются в таких при-
ложениях, как лазерное сверление глубоких отверстий [2], лазерная
генерация тяги [3–5], увеличение выхода ВУФ-, ЭУФ- и МР-излу-
чения [6–8], генерация ударных волн и инжекция плазмы, лазерное
инициирование капиллярного разряда [9], ускорение тел лазерной
волной детонации в канале с испаряющейся стенкой [10] и др.
Распространенной особенностью исследования импульсных те-
чений в каналах является то, что канал либо непрозрачен [1, 11], либо
прозрачен в одном направлении, но при этом несимметричен [7, 12].
При достаточно большом отношении диаметра канала
D
к диаметру
пятна фокусировки излучения
d
(
D
/
d
< 3) характер распространения
ударной волны в канале вместо двухмерного эллипсоидного стано-
вится квазиодномерным плоским. Это означает, что энергия ударной
волны остается сосредоточенной на небольшой поверхности фронта,
сопоставимой с поперечным сечением канала, в отличие от стреми-
тельно увеличивающейся площади полусферического фронта. При
воздействии в вакууме температура и концентрация электронов в ра-
диально ограниченном канале существенно превосходят аналогич-
ные параметры для открытой поверхности [13, 14]. Импульс отдачи
на мишени при наличии радиального ограничения возрастает в 2 раза
