Двумерный перенос энергии и образование плазмы при воздействии лазерного пучка на вещество докритической плотности

На основе результатов двумерных численных расчетов исследованы поглощение излучения, перенос энергии и образование плазмы при взаимодействии лазерного пучка с однородной средой, состоящей из легких элементов, плотность которой не превышает критической плотности плазмы, соответствующей плазменному резонансу для длины волны воздействующего лазерного излучения. Расчеты выполнены по программе HEAT-3D, включающей в себя решение двумерного уравнения теплопроводности с источником энергии, описывающим обратное тормозное поглощение лазерного излучения в веществе. Моделировалось взаимодействие пучков лазерного излучения c радиусами 10^–2 — 6·10^–2 см, интенсивностью 10¹⁴ — 5·10¹⁵ Вт/см² и длинами волн 1.053 и 0.527 мкм с веществами легких элементов с плотностью 1 — 10 мг/см³. Анализ расчетов показал, что пространственное распределение температуры образующейся плазмы определяется анизотропией переноса энергии. Степень анизотропии зависит, в свою очередь, от соотношения радиуса пучка и длины поглощения лазерного излучения, которая является функцией плотности и температуры образующейся плазмы. Результаты расчетов сравниваются с результатами экспериментов по воздействию лазерного пучка на мишени из малоплотного вещества.