О формировании и кристаллизации жидкой струи, возникающей при воздействии на пленку остросфокусированным лазерным пучком

Рассмотрено воздействие ультракороткого лазерного импульса на тонкую пленку золота, нанесенную на стеклянную подложку, при фокусировке излучения в пятно размером около 1 мкм. Проанализированы движение и тепловая история пленки, отслоившейся в пятне нагрева вследствие ее расплава. Показано, что отслоившийся участок образует куполообразное вздутие, движение которого тормозится поверхностным натяжением. После остановки и поворота купола назад, в сторону подложки, в его вершине начинает расти струя. Одновременно из-за теплоотвода по пленке начинается процесс рекристаллизации расплава, который охватывает сначала купол, а затем струю. Жидкая часть струи растягивается и распадается на капли из-за развития неустойчивости Плато–Рэлея. Формирование сужения шейки и отрыв последней капли происходят в зоне затвердевания между кристаллической и жидкой частями струи, причем распространение зоны кристаллизации по струе опережает процесс сужения, поэтому разрыв шейки имеет место уже в твердотельной фазе в условиях неравновесной кристаллизации (температура расплава на сотни градусов ниже температуры плавления), предельных механических напряжений и высоких темпов деформации. В результате струя превращается в высокую иглу с ультрамалым радиусом заострения (единицы нанометров).