Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Генерация акустических волн в твердом теле при воздействии на его поверхность лазерного импульсного излучения умеренной интенсивности = Acoustic wave generation in solid during action on its surface of pulse laser radiation with temperate intensity / А. В. Зенкевич [и др.] // Веснiк Гродзенскага дзяржаўнага унiверсiтэта iмя Янкi Купалы. Серыя 2. Матэматыка. Фiзiка. Iнфарматыка, вылiчальная тэхнiка i кiраванне: навуковы часопiс / гал. рэд. I.Ф. Кiтурка; заснавальнiк Гродзенскi дзяржауны унiверсiтэт iмя Я. Купалы. – 2018. – Т.8 N1. – С. 82-95. – На рус. яз.

Во введении указан объект исследования - упругие волны, формирующиеся при воздействии на поверхность твердого образца лазерного излучения. Указаны основные механизмы возникновения упругих колебаний при воздействии на твердое тело световых потоков. Отмечено, что относительная значимость вклада каждого из этих механизмов в суммарную амплитуду акустического импульса зависит от плотности мощности падающего лазерного излучения. Целью данной работы является определение основных параметров акустических волн, формирующихся при облучении твердой мишени лазерным импульсом с плотностью потока излучения, превышающей 107-108 Вт/см2. В основной части работы изложены механизмы формирования «лазерного факела», возникающего при обработке поверхности твердого образца излучением лазера с указанной плотностью мощности. Описан предлагаемый метод расчета параметров упругих волн, формирующихся при лазерном воздействии на твердое тело, сопровождаемое разрушением некоторой области на поверхности облучаемого образца. Метод позволяет учитывать как параметры воздействующего лазерного излучения (временную форму импульса, его продолжительность, диаметр пятна фокусировки излучения), так и размеры области неупругих деформаций, температуру на его границе, а также механические характеристики материала, из которого изготовлен облучаемый образец. Проведен расчет временной зависимости давления в упругой волне, инициированной воздействием одиночного лазерного импульса на поверхность твердого тела (Cu, Al, Zn, Bi). Длительность воздействующего лазерного импульса варьировалась от 3 до 10 мкс, температура на границе необратимо деформированной зоны - от 500 до 800 °C, радиус кривизны необратимо деформированной зоны - от 0,5 до 1 см. В заключении указано, что при повышении температуры вещества на границе неупругой области амплитуда колебаний давления в упругой волне уменьшается. Длительность первой полуволны давления в упругой волне определяется продолжительностью лазерного воздействия на образец. Длительность следующих полупериодов определяется при фиксированной температуре на границе неупругой зоны отношением радиуса кривизны неупругой зоны к скорости продольных акустических волн в материале облучаемого образца, при фиксированном значении указанного отношения - температурой на границе неупругой зоны. Полученные результаты могут быть применены на промышленных предприятиях, использующих лазерную обработку материалов.
In the introduction it is pointed the object of investigation - elastic waves, forming during action of laser radiation on the surface of solid. The main mechanisms of elastic oscillations generation under action on solids of light beams are described. It is mentioned that comparative significance of each of these mechanisms influence on the total acoustic pulse amplitude depends on the treating laser radiation power density. The purpose of research is determination of the main parameters of acoustic waves, forming during treating of solid sample by laser pulse with radiation power density not higher than 107-108 W/sm2. In the main part of the work the mechanisms of formation of “laser touch” appearing during treating of the surface of solid sample by laser radiation with mentioned power density is described. The offering by authors of this work method of calculation of parameters of elastic waves forming on laser treating of solid accompanied by destruction of some area on the surface of irradiated sample is also described. This method makes possible to take into account both parameters of laser radiation treating the target (temporal form of the pulse, its temporal duration, diameter of radiation focusing spot), and dimensions of non-elastically destructed zone, temperature on the board of this zone and mechanical characteristics of material of irradiated sample. The temporal dependence of pressure in elastic wave initiated by action of the single laser pulse on the surface of solid (Cu, Al, Zn, Bi) is calculated. The duration of treating laser pulse varied from 3 to 10 mcs, temperature on the surface of non-elastically destructed zone varied from 500 to 800 °C, curve radius of non-elastically destructed zone varied from 0.5 to 1 sm. In the conclusion it is pointed that on the rising of temperature on the surface of non-elastically destructed zone amplitude of pressure oscillations in elastic waves decreased. Duration of the first hath-wave of pressure in elastic wave is controlled by the duration of laser treating of the sample. The duration of the next hath-periods is controlled by the relation of curve radius of non-elastically destructed zone to the velocity of longitudinal elastic waves in the matter of irradiated sample if the temperature on the surface of non-elastically destructed zone is constant and by temperature on the surface of non-elastically destructed zone if the relation of curve radius of non-elastically destructed zone to the velocity of longitudinal elastic waves in the matter of irradiated sample is constant. The results of this work can be applied at the industrial enterprises using laser treating of materials.

534.2:621.373.8

общий = БД Наука
общий = ИМПУЛЬСНОЕ ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
общий = АКУСТИКА
общий = УПРУГИЕ ВОЛНЫ
общий = ГУКА ЗАКОН
общий = ОСТАТОЧНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ
общий = ПОВЕРХНОСТНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ