Особенности динамики эрозионных факелов при воздействии интенсивных наносекундных лазерных импульсов на графитовую мишень в вакууме

Экспериментально изучены временные характеристики интенсивности свечения эрозионных лазерных факелов вблизи поверхности при воздействии наносекундных лазерных импульсов на углеродную мишень. Взаимодействие лазерного излучения с продуктами разрушения мишени минимально вследствие того, что эрозионная плазма образуется с задержкой относительно воздействующего лазерного импульса. С помощью модернизированного спектрометра изучены спектральные характеристики эрозионного лазерного факела вблизи поверхности углеродной мишени с временным разрешением 10^–8 с, характерные плазмодинамические времена в факеле ~10^–6 с. Показано, что излучение спектральных линий углерода появляется с задержкой относительно свечения непрерывного фона, когда эрозионный факел при расширении охлаждается. Результаты исследования позволяют оптимизировать некоторые характеристики лазерно-плазменного источника для нанесения нанопокрытий.

1. D. Bäuerle. Laser Processing and Chemistry, Berlin, Springer Heidelberg (2011)

2. C. Phipps. Laser Ablation and Its Applications, New York, Springer Science+Business Media (2007)

3. E. Fogarassy, S. Lazare. Laser Ablation of Electronic Materials, Amsterdam, North-Holland (1992)

4. A. Erdemir, O. L. Eryilmaz, M. Urgen, K. Kazmanli, N. Mehta, B. Prorok. Tribology of Nanostructured and Composite Coatings, Nanomaterials Handbook, CRC Press, Boca Raton, FL (2005) 685—711

5. G. Dearnaley, J. H. Arps. Surface and Coatings Technol., 200 (2005) 2518—2524

6. R. K. Roy, K. R. Lee. J. Biomed. Mater. Res. B, Appl. Biomater., 83, N 1 (2007) 72—84

7. C. Donnet, A. Erdemir. Tribology of Diamond-like Carbon Films: Fundamentals and Applications, Springer (2008)

8. Т. В. Кононенко, В. В. Кононенко, Е. Д. Образцова. В кн. “Углеродная фотоника”, под ред. В. И. Конова, Москва, Наука (2017) 294—325

9. О. А. Новодворский, Е. О. Филиппова, О. Д. Храмова, А. К. Шевелев, К. Венцель, И. В. Барта. Квант. электрон., 31, № 2 (2001) 159—163

10. N. M. Bulgakova, A. V. Bulgakov, O. F. Bobrenok. Phys. Rev., 62, N 4 (2000) 5624—5635

11. Pulsed Laser Deposition of Thin Films: Applications-Led Growth of Functional Materials, Ed. Robert Eason, Eason Optoelectronics Research Centre University of Southampton, John Wiley & Sons, Inc., Publication (2007)

12. В. К. Гончаров, М. В. Пузырев, В. Ю. Ступакевич. Устройство управления параметрами эрозионного лазерного факела в вакууме для осаждения наноструктурированных покрытий на различные материалы, патент 12575 РБ МПК C 23C 14/00 (2006.01), C 23C 28/00 (2006.01), Афіцыйны бюл. Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці, № 2 (2021) 72

13. V. K. Goncharov, M. V. Puzyrev, V. Yu. Stupakevich. J. Eng. Phys. Thermophys., 91, N 4 (2018) 1056—1062

14. А. А. Бузун, А. П. Бык, П. В. Бычков, В. К. Гончаров, И. И. Кравцевич, М. В. Пузырев, А. Е. Сиколенко. Материалы международной научно-практической конференции “Прикладные проблемы оптики, радиофизики и физики конденсированного состояния”, 16—17 мая 2019 г., Минск, ОДО “Рейплац” (2019) 129—130

15. В. К. Гончаров, М. В. Пузырев, В. Ю. Ступакевич. Вестн. БГУ, сер. 1, № 1 (2016) 79—83

16. K. V. Kozadaev. Quantum Electron., 44, N 4 (2014) 325—329

17. Houssyen Yousfi. Int. J. Exp. Spectrosc. Tech., 5, N 1 (2020) 1—8

18. V. K. Unnikrishnan, A. Kamlesh, V. B. Kartha, C. Santhosh, G. P. Gupta, B. M. Suri. Pramana J. Phys., 74, N 6 (2010) 983—993

19. M. Kubkowska, P. Gasior, M. Rosinski, J. Wolowski, M. J. Sadowski, K. Malinowski, E. Skladnik-Sadowska. Eur. Phys. D, 54 (2009) 463—466

20. В. К. Гончаров, М. В. Пузырев, В. Ю. Ступакевич. Журн. Бел. гос. ун-та. Физика, № 3 (2017) 79—87