THRESHOLD BREAKDOWN OF THROUGH HOLES IN METAL FOILS BY HIGH-POWERFUL LASER RADIATION (PART 1)
https://doi.org/10.18384/2310-7251-2016-1-44-59
Abstract
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.
Keywords
мощное лазерное излучение,
лазерный пробой,
пороговый пробой,
фазовый переход второго рода «жидкий металл-газ»,
теплопроводность,
металлические фольги,
high-power laser radiation,
laser induced breakdown,
threshold breakdown,
‘liquid metal-gas’ phase transition of second kind,
thermal conductivity,
metal foils
About the Authors
E. . Kalashnikov
Moscow State Regional University
Russian Federation
Russian Federation
A. . Bugayev
Applied Research Center, Old Dominion University
Russian Federation
Russian Federation
M. . Kantor
Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Russian Federation
D. . Kouprienko
Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Russian Federation
A. . Chikiryaka
Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Russian Federation
References
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Bulgakova N., Bulgakov A. Pulsed laser ablation of solids: transition from vaporization to phase explosion // Appl. Phys. A. 2001. Vol. 73. pp. 199-208.
6. Meijer J. Laser beam machining (LBM), state of the art and new opportunities // Journal of Materials Processing Technology. 2004. Vol. 149. pp. 2-17.
7. 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.
8. 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.
9. Kato T., Yamaguchi T. Laser Machining // NEC Research Develoment. 1968. no 12. p. 57.
10. Рэди Дж. Действие мощного лазерного излучения. М.: Мир, 1974. 468 с.
11. Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Воздействие лазерного излучения большой мощности на металлы. М.: Наука, 1970. 272 с.
12. Gladush G., Smurov I. Physics of laser materials Processing (Theory and experiments). Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2011. 534 p.
13. Вейко В.П., Либенсон М.Н. Лазерная обработка. Л.: Лениздат, 1973. 191 с.
14. 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.
15. Анисимов С.И., Лукьянчук Б.С. Избранные задачи теории лазерной абляции // Успехи физических наук. 2002. T. 172. № 3. C. 301-333.
16. 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.
17. 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.
18. Стенли Г. Фазовые переходы и критические явления. М.: Мир, 1973. 419 с.
19. Кикоин И.К. Таблицы физических величин. М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.
20. Самохин А.А., Успенский А.Б. Испарение вещества под воздействием лазерного излучения // Физика и химия обработки материалов. 1981. № 3. C. 3-11.
21. Самохин А.А. Действие лазерного излучения на поглощающие конденсированные среды. М.: Наука. Труды ИОФАН. 1988. T. 13. C. 3.
Review
Views:
65
Email this article 