(
I
0
)
, когда теплопроводность не успевает отводить поглощенную на
поверхности мишени энергию во внутренние слои и вся поглощенная
энергия тратится на процесс развитого испарения и вынос материала.
Уравнение баланса энергии имеет вид
I
0
(1
−
R
(
λ
)) =
j
0
Δ
пар
,
(1)
где
I
0
— интенсивность падающего излучения;
R
(
λ
)
— коэффициент
отражения излучения на фронте волны испарения;
Δ
пар
— характерная
теплота испарения;
j
0
=
nu
=
n
0
v
0
— плотность потока вещества на
фронте волны испарения;
n
,
n
0
и
u
,
v
0
— плотность частиц и скорость
вещества в конденсированной и газовой фазах соответственно перед
и за фронтом волны. Если температура
T
перехода жидкость–пар во
фронте волны ниже критической температуры
T
кр
фазового перехода,
то имеют место неравенства
n > n
0
и
u < v
0
. Одномерный харак-
тер волны испарения и длительность воздействия импульса лазерного
излучения
t
, необходимая для установления ее квазистационарного
движения, определяются неравенствами
d > ut >
(
χt
)
1/2
,
(2)
где
d
— поперечный размер зоны облучения мишени;
h
=
ut
— глубина
кратера разрушения;
χ
— температуропроводность материала мишени.
Соотношение (1) также предполагает поверхностный характер погло-
щения лазерного излучения в материале мишени, т.е.
(
χ
/
u
)
> α
−
1
,
(3)
что выполняется для металлических мишеней при
T > T
кр
и непро-
зрачных диэлектрических, например на основе углерода (
α
— коэф-
фициент поглощения, см
−
1
)
. Следует заметить, что даже в оптически
прозрачных материалах (оптических стеклах) при росте интенсивно-
сти
I
0
лазерного излучения поглощение становится поверхностным
из-за начинающегося процесса термической ионизации. Так, разру-
шение оптического стекла К-8 при
I
0
≈
10
8
Вт/см
2
из-за ионизации
входящих в стекло атомов щелочных элементов носит поверхностный
характер и аналогично процессу образования кратера на металличе-
ских мишенях при интенсивных потоках излучения.
Соотношение (1) совместно с (2) и (3) позволяет найти величины
j
0
,
u
и оценить глубину кратера
h
и вынос массы пара
Δ
m
=
j
0
St
.
Для определения давления отдачи паров на мишень необходимо знать
температуру
T
на границе жидкость–пар. Если давление пара у мише-
ни (на расстоянии
x
6
d
)
превышает давление окружающего газа, то
испарение можно считать квазивакуумным и
j
0
=
n
s
(
T
)
v
x
(
T
)
,
(4)
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2008. № 4
47
