Формирование кратера и откольной оболочки коротким лазерным импульсом

Рассматривается задача о воздействии коротких лазерных импульсов на плоские мишени из поглощающих излучение конденсированных веществ. Гидродинамическому движению, вызванному лазерным облучением, предшествует догидродинамическая стадия, на которой формируется нагретый слой толщины $d_T$ возле границы мишени. Проведен анализ распространения электронной тепловой волны из скин-слоя металла на догидродинамической стадии. Распространение тепловой волны сопровождается передачей тепловой энергии электронной подсистемы в ионную подсистему из-за электронно-ионной температурной релаксации. Анализ волны и релаксации позволяет оценить зависимость толщины нагретого слоя $d_T(F_{abs})$ от поглощенной лазерной энергии $F_{abs}$ Дж/см$^2$. Для описания движения на гидродинамической стадии привлечены, во-первых, газодинамический код из монографии А. А. Самарского и Ю. П. Попова и, во-вторых, многопроцессорный (до $10^3$ процессоров) молекулярно-динамический (МД) код. Массивное распараллеливание позволило довести количество атомов в МД расчетах до очень больших значений, соответствующих условиям экспериментов ($\sim 35\cdot 10^6$). В МД расчетах других групп используется намного меньшее число частиц ${\sim}10^4-10^5$ (то есть на три порядка меньше, однопроцессорные алгоритмы).