Е.Ю. Локтионов, Ю.С. Протасов, Ю.Ю. Протасов
2
для сопла с полууглом раскрытия 1,4° [3] по сравнению с неограни-
ченной поверхностью (как показано в работах [15–19], эффектив-
ность лазерной генерации тяги возрастает с уменьшением угла рас-
крытия сопла).
Целью настоящей работы является исследование влияния ради-
ального ограничения на динамику и макроструктуру лазерно-индуци-
рованных ударных волн и газоплазменного потока.
Экспериментальная установка.
В разработанном эксперимен-
тально-диагностическом модуле (рис. 1) в качестве источника излуче-
ния используется Nd:YAG наносекундный (τ
0,5
~ 11…18 нс) лазерный
комплекс
8
с генераторами I–V гармоник, излучение которого фокуси-
руется кварцевой линзой
19
так, чтобы фокальная плоскость находилась
за поверхностью полимерной ((C
2
F
4
)
n
, (CH
2
O)
n
) аблирующей мише-
ни
13
, в пятно диаметром
d
~ 1…3 мм, создавая таким образом плотно-
сти энергии до
W
~ 40 Дж/см
2
и мощности
I
0
~ 2
10
9
Вт/см
2
. При иссле-
довании динамики газоплазменных потоков в радиально ограниченном
транспортном канале конденсированная мишень
13
помещалась в квар-
цевую кювету
12
с квадратным сечением (
а
~ 10 мм).
Диагностические тракты модуля содержат: интерферометр Маха —
Цендера (
4
,
5
), при закрытии опорного плеча которого регистрируются
тенеграммы (рис. 2,
а
), а при дополнительном размещении ножа Фуко
2
в фокальной плоскости линзы
3
— шлиренграммы (рис. 2,
б
); время-
пролетный зонд
18
, состоящий из двух электродов, расположенных на
расстоянии 1 и 2 мм от поверхности аблирующей мишени; широкодиа-
пазонный (λ ~ 190…1 100 нм) спектрометр с волоконным сопряже-
нием
9
(S-100, Solar LS) и квадрупольный масс-спектрометр
14
(e-Vision, MKS Instruments).
Особенностью исследования динамики газоплазменного потока в
канале является также то, что на стенках происходит конденсация
паров мишени и оседание капельной фазы. С одной стороны, это дает
дополнительную информацию о течении, с другой — требует регу-
лярной очистки стенок канала.
Источником зондирующего излучения в схемах фоторегистрации
служит непрерывный диодный лазер
10
(λ = 655 нм, 15 мВт, апер-
тура плоскопараллельного пучка на выходе из телескопа
11
состав-
ляет ~14 мм), а приемником — ПЗС-камера с наносекундным элек-
трооптическим затвором
1
(Nanogate-2, НПП «Наноскан»). Энергия
излучения лазерных импульсов регистрируется фотодиодом
6
,
калиброванным по радиационному калориметру (30-RP-A, Ophir).
Сигналы времяпролетного зонда
18
и фотодиода
6
регистрируются
цифровым осциллографом
15
(TDS 2024B, Tektronix). Управление
экспериментально-диагностическим модулем осуществляется с рабо-
чей станции
7
.
