Определение диаметра и глубины кратеров абляции вещества при наносекундных лазерных импульсах с использованием компьютерного моделирования
https://doi.org/10.56304/S2079562922050475
Аннотация
В работе представлено построение компьютерной модели формирования кратеров при наносекундном лазерном испарении вещества на примере монокристаллического кремния. При помощи компьютерного моделирования определена динамика формирования кратера на поверхности материала при воздействии наносекундных лазерных импульсов. Проведена оценка диаметра получаемого кратера и его глубина. Также были проведены соответствующие эксперименты по лазерной абляции монокристаллического кремния. Анализ экспериментальный данных и результатов моделирования показал, что в зависимости от длительности импульса и плотности энергии лазерного излучения изменяется механизм удаления материала. Так, наличие жидкой фазы в процессе абляции серьезным образом влияет на глубину и диаметр кратера для всего диапазона плотностей энергии от 0.4 до 104.0 Дж/см2 . Показано, что компьютерная модель позволяет определить объем удаляемого материала за счет испарения и оценить влияние жидкой фазы на характеристики кратеров.
Об авторах
А. С. Щекин
Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”;
ООО НТО “ИРЭ-Полюс”
Россия
Россия
Москва, 115409;
Фрязино, 141195
В. Н. Петровский
Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”
Россия
Россия
Москва, 115409
А. А. Гавриков
Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”;
ООО НТО “ИРЭ-Полюс”
Россия
Россия
Москва, 115409;
Фрязино, 141195
Д. В. Марин
Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”
Россия
Россия
Москва, 115409
А. А. Иванов
Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”
Россия
Россия
Москва, 115409
Список литературы
1. Borghi A. et al. // Wear. 2008. V. 265 (7–8). P. 1046.
2. Baino F. et al. // Coatings. 2019. V. 9 (6). P. 369.
3. Komvopoulos K. // J. Adhes. Sci. Technol. 2003. V. 17 (4). P. 477−517.
4. Etsion I. // J. Tribol. 2005. V. 127 (1). P. 248−253.
5. Wang Y. et al. // Int. J. Heat Mass Transfer. 2017. V. 113. P. 1246.
6. Lee J., Yoo J., Lee K. // J. Mech. Sci. Technol. 2014. V. 28 (5). P. 1797−1802.
7. Zhang J.J. et al. // Adv. Eng. Mater. 2019. V. 21 (8). P. 1900193.
8. Bulgakova N.M., Bulgakov A.V. // Appl. Phys. A. 2001. V. 73 (2). P. 199−208.
9. Bulgakova N.M., Bulgakov A.V., Babich L.P. // Appl. Phys. A. 2004. V. 79 (4−6). P. 1323−1326.
10. Schwarz-Selinger T. et al. // Phys. Rev. B. 2001. V. 64 (15). P. 1553231−1553237.
Рецензия
Для цитирования:
Щекин А.С., Петровский В.Н., Гавриков А.А., Марин Д.В., Иванов А.А. Определение диаметра и глубины кратеров абляции вещества при наносекундных лазерных импульсах с использованием компьютерного моделирования. Ядерная физика и инжиниринг. 2023;14(3):303-310. https://doi.org/10.56304/S2079562922050475
For citation:
Shchekin A.S., Petrovskiy V.N., Gavrikov A.A., Marin D.V., Ivanov A.A. Determination of the Diameter and Depth Of Substance Ablation Craters during Nanosecond Laser Pulses Using Computer Modeling. Nuclear Physics and Engineering. 2023;14(3):303-310. (In Russ.) https://doi.org/10.56304/S2079562922050475
Просмотров:
24
Послать статью по эл. почте 