phmathВестник Государственного университета просвещения. Серия: Физика-МатематикаBulletin of Federal State University of Education. Series: Physics and Mathematics2949-50832949-5067Federal State University of Education10.18384/2310-7251-2016-1-44-59phmath-431Research ArticleII. ФИЗИКАII. PHYSICSПОРОГ ПРОБОЯ СКВОЗНЫХ ОТВЕРСТИЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОЛЬГАХ МОЩНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ (ЧАСТЬ 1)THRESHOLD BREAKDOWN OF THROUGH HOLES IN METAL FOILS BY HIGH-POWERFUL LASER RADIATION (PART 1)КалашниковЕвгений ВладимировичKalashnikovE. .ekevkalashnikov1@gmail.comБугаевАлексей АлексеевичBugayevA. .bugayev@jlab.orgКанторМихаил ЮльевичKantorM. .m.kantor@mail.ioffe.ruКуприенкоДенис ВасильевичKouprienkoD. .denis.kouprienko@mail.ioffe.ruЧикирякаАндрей ВикторовичChikiryakaA. .chikiryaka@mail.ruМосковский государственный областной университетРоссияMoscow State Regional UniversityRussian FederationЦентр прикладных исследований, Олд Доминьон УниверситетРоссияApplied Research Center, Old Dominion UniversityRussian FederationФизико-технический институт им А.Ф. ИоффеРоссияIoffe Institute, Russian Academy of SciencesRussian Federation201620012023014459Copyright © Калашников Е.В., Бугаев А.А., Кантор М.Ю., Куприенко Д.В., Чикиряка А.В., 20232023Калашников Е.В., Бугаев А.А., Кантор М.Ю., Куприенко Д.В., Чикиряка А.В.Kalashnikov E..., Bugayev A..., Kantor M..., Kouprienko D..., Chikiryaka A...Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.physmathmgou.ru/jour/article/view/431

Экспериментально изучается энергетический порог пробоя сквозных отверстий в металлических фольгах разной толщины мощным лазерным излучением. Выявляются свойства вещества фольг, характерные для фазовых переходов второго рода «жидкий металл-газ». Контролирующим параметром порога пробоя является выходное (пороговое) отверстие с теневой стороны мишени, возникающее при минимальной энергии импульса излучения, необходимой лишь только для возникновения выходного отверстия для данной толщины фольги и энергия импульса лазерного излучения.

The energy of a threshold breakdown of through holes in metal foiis of different thicknesses by high-power laser radiation is investigated experimentally. Properties of the foil materials, which are typical of ‘liquid metal-gas’ phase transitions of the second kind, are determined. A controlling parameter of the threshold breakdown is a through (threshold) hole on the shady side of the target, which appears at a minimum pulse energy needed only for the emergence of an outlet for a given foil thickness, and the laser pulse energy.

мощное лазерное излучениелазерный пробойпороговый пробойфазовый переход второго рода «жидкий металл-газ»теплопроводностьметаллические фольгиhigh-power laser radiationlaser induced breakdownthreshold breakdown‘liquid metal-gas’ phase transition of second kindthermal conductivitymetal foilsReferencesHamazaki J., Morita R., Chujo K., Koyashi Y., Tanda S., Omatsu T. Optical-vortex laser ablation // OPTICS EXPRESS. 2010. Vol. 18. no. 3. pp. 2144-2151.Hamazaki J., Morita R., Chujo K., Koyashi Y., Tanda S., Omatsu T. Optical-vortex laser ablation // OPTICS EXPRESS. 2010. Vol. 18. no. 3. pp. 2144-2151.Autrique D., Chen Z., Alexiades V., Bogaerts A., Rethefeld B. Multiphase Model for Pulsed ns-Laser Ablation of Copper in an ambient Gas // AIP Conference Proceedings. New Mexico, USA. 2012. Vol. 1464. pp. 648-660.Autrique D., Chen Z., Alexiades V., Bogaerts A., Rethefeld B. Multiphase Model for Pulsed ns-Laser Ablation of Copper in an ambient Gas // AIP Conference Proceedings. New Mexico, USA. 2012. Vol. 1464. pp. 648-660.Autrique D., Clair G., L’Hermite D., Alexiades V., Bogaerts A., Rethefeld B. The role of mass removal mechanisms in the onset ns-laser induced plasma formation // Journ. Appl. Physics. 2013. Vol. 114. pp. 023301-1-023301-10.Autrique D., Clair G., L’Hermite D., Alexiades V., Bogaerts A., Rethefeld B. The role of mass removal mechanisms in the onset ns-laser induced plasma formation // Journ. Appl. Physics. 2013. Vol. 114. pp. 023301-1-023301-10.Benavides O., de la Cruz May L., Flores Gil A. Effects of Plasma Formation on Reflection of Laser Light in Ablation of Metals in Air // PIERS Proceedings. Stockholm, Sweden. 2013. Vol. 12-15. pp. 1468-1472.Benavides O., de la Cruz May L., Flores Gil A. Effects of Plasma Formation on Reflection of Laser Light in Ablation of Metals in Air // PIERS Proceedings. Stockholm, Sweden. 2013. Vol. 12-15. pp. 1468-1472.Bulgakova N., Bulgakov A. Pulsed laser ablation of solids: transition from vaporization to phase explosion // Appl. Phys. A. 2001. Vol. 73. pp. 199-208.Bulgakova N., Bulgakov A. Pulsed laser ablation of solids: transition from vaporization to phase explosion // Appl. Phys. A. 2001. Vol. 73. pp. 199-208.Meijer J. Laser beam machining (LBM), state of the art and new opportunities // Journal of Materials Processing Technology. 2004. Vol. 149. pp. 2-17.Meijer J. Laser beam machining (LBM), state of the art and new opportunities // Journal of Materials Processing Technology. 2004. Vol. 149. pp. 2-17.Kumar N., Dash S., Tyagi A., Raj B. Thermal dynamics-based mechanism for intense laser-induced material surface vaporation // Prama-J. Phys. 2008. Vol. 71. pp. 529-543.Kumar N., Dash S., Tyagi A., Raj B. Thermal dynamics-based mechanism for intense laser-induced material surface vaporation // Prama-J. Phys. 2008. Vol. 71. pp. 529-543.Bugayev M., Gupta C., El-Bandrawy M. Dynamics of laser hole drilling with nanosecond periodically pulsed laser // Optics and Lasers Engineering. 2006. Vol. 44. pp. 797-802.Bugayev M., Gupta C., El-Bandrawy M. Dynamics of laser hole drilling with nanosecond periodically pulsed laser // Optics and Lasers Engineering. 2006. Vol. 44. pp. 797-802.Kato T., Yamaguchi T. Laser Machining // NEC Research Develoment. 1968. no 12. p. 57.Kato T., Yamaguchi T. Laser Machining // NEC Research Develoment. 1968. no 12. p. 57.Рэди Дж. Действие мощного лазерного излучения. М.: Мир, 1974. 468 с.Рэди Дж. Действие мощного лазерного излучения. М.: Мир, 1974. 468 с.Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Воздействие лазерного излучения большой мощности на металлы. М.: Наука, 1970. 272 с.Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Воздействие лазерного излучения большой мощности на металлы. М.: Наука, 1970. 272 с.Gladush G., Smurov I. Physics of laser materials Processing (Theory and experiments). Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2011. 534 p.Gladush G., Smurov I. Physics of laser materials Processing (Theory and experiments). Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2011. 534 p.Вейко В.П., Либенсон М.Н. Лазерная обработка. Л.: Лениздат, 1973. 191 с.Вейко В.П., Либенсон М.Н. Лазерная обработка. Л.: Лениздат, 1973. 191 с.Бугаев А.А., Калашников Е.В., Кантор М.Ю., Станкевич А.Л. Лазерное испарение металлов при критической температуре // Физика твёрдого тела. 1992. Т. 34. № 3. С. 801-804.Бугаев А.А., Калашников Е.В., Кантор М.Ю., Станкевич А.Л. Лазерное испарение металлов при критической температуре // Физика твёрдого тела. 1992. Т. 34. № 3. С. 801-804.Анисимов С.И., Лукьянчук Б.С. Избранные задачи теории лазерной абляции // Успехи физических наук. 2002. T. 172. № 3. C. 301-333.Анисимов С.И., Лукьянчук Б.С. Избранные задачи теории лазерной абляции // Успехи физических наук. 2002. T. 172. № 3. C. 301-333.Амброк А.Г., Калашников Е.В., Кукушкин С.А. Влияние избирательного нагрева на кинетику поздней стадии фазового перехода первого рода // Журнал технической физики. 2001. T. 71. № 3. C. 41-45.Амброк А.Г., Калашников Е.В., Кукушкин С.А. Влияние избирательного нагрева на кинетику поздней стадии фазового перехода первого рода // Журнал технической физики. 2001. T. 71. № 3. C. 41-45.Ambrok A., Kalashnikov E., Kukushkin S. Kinetics of late stage of first-order phase transitions under irradiation // Journ. Applied Physics. 2002. Vol. 91. no. 8. pp. 49614965.Ambrok A., Kalashnikov E., Kukushkin S. Kinetics of late stage of first-order phase transitions under irradiation // Journ. Applied Physics. 2002. Vol. 91. no. 8. pp. 49614965.Стенли Г. Фазовые переходы и критические явления. М.: Мир, 1973. 419 с.Стенли Г. Фазовые переходы и критические явления. М.: Мир, 1973. 419 с.Кикоин И.К. Таблицы физических величин. М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.Кикоин И.К. Таблицы физических величин. М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.Самохин А.А., Успенский А.Б. Испарение вещества под воздействием лазерного излучения // Физика и химия обработки материалов. 1981. № 3. C. 3-11.Самохин А.А., Успенский А.Б. Испарение вещества под воздействием лазерного излучения // Физика и химия обработки материалов. 1981. № 3. C. 3-11.Самохин А.А. Действие лазерного излучения на поглощающие конденсированные среды. М.: Наука. Труды ИОФАН. 1988. T. 13. C. 3.Самохин А.А. Действие лазерного излучения на поглощающие конденсированные среды. М.: Наука. Труды ИОФАН. 1988. T. 13. C. 3.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.