О НАНООТКОЛЕ ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ УЛЬТРАКОРОТКОГО ЛАЗЕРНОГО ИМПУЛЬСА
Иногамов Н.А., Жаховский В.В., Ашитков С.И., Петров Ю.В., Агранат М.Б., Анисимов С.И., Нишихара К., Фортов В.Е.

Поступила в редакцию: 17 Декабря 2007

PACS: 79.20.Ds, 71.15.Pd

DJVU (712.7K)

PDF (2308.7K)

При воздействии на металлы фемтосекундных лазерных импульсов с интенсивностью 13-10¹⁴ Вт/см² возникает абляция и разлет поверхностного слоя. Структура выброса вещества, так называемого лазерного факела, необычна. На переднем фронте факела движется откольный слой. Вещество в нем находится в расплавленном состоянии. Откольный слой является замечательной деталью выброса, поскольку плотность жидкой фазы не снижается с течением времени. В настоящей работе представлены теоретические и экспериментальные исследования образования, структуры и разлета лазерного факела. Приведены результаты молекулярно-динамических расчетов и основанные на них теоретические представления об устройстве факела. Показано, что существует порог испарения по плотности энергии на единицу площади мишени (флюенс) F_ev, выше которого факел не содержит откольного слоя. C ростом флюенса лазерного импульса в пределах от порога абляции F_a до F_ev толщина откольного слоя уменьшается от 100 нм для золота до величины, равной нескольким постоянным решетки. Результаты экспериментов подтверждают результаты теоретических расчетов. С помощью микроинтерферометрии по схеме «pump-probe» (нагрев-зондирование) получены новые количественные данные о динамике разлета откольного слоя для золота. Определен порог абляции, характерная форма и глубина кратеров, дается оценка порога испарения.