Влияние временного профиля импульсов на процессы лазерного воздействия

На основе многофронтовой задачи Стефана выполнен теоретический анализ влияния временной (прямоугольная, гауссовская, треугольная) формы лазерных импульсов на скорости нагрева, фазовых трансформаций и качества удаления материала. Моделирование показало, что качественные и количественные характеристики процессов, протекающих в облучаемой мишени, зависят от того, успевает ли система за время воздействия перейти в стационарное или квазистационарное состояние. В стационарных состояниях процесс удаления материала целиком контролируется удельной теплотой испарения, в то время как для сильно нестационарных режимов ведущую роль играют теплопроводность и теплоёмкость материалов. По этой причине при коротко импульсном воздействии ($\tau_L\le 10^{-6}$с) тепловой механизм приводит к удалению большего количества вещества у металлов с низкой теплопроводностью (титан). При длительных воздействиях ($\tau_L\approx 10^{-4}-10^{-3}$с), когда в системе устанавливается стационарное (или квазистационарное) состояние, количество удалённого вещества зависит от величины удельной теплоты испарения и не зависит от теплопроводности материала. У меди, металла с высокой теплопроводностью, и меньшей чем у титана теплотой испарения, в квазистационарных режимах количество испарённого вещества оказывается больше.