Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Е.Б.Яковлев, Г.Д.Шандыбина. Взаимодействие лазе...docx
Скачиваний:
111
Добавлен:
07.11.2019
Размер:
13.02 Mб
Скачать

Контрольные вопросы к разделу 2

  1. В чем суть механического механизма низкотемпературного разрушения хрупких материалов?

  2. Почему при термораскалывании стекол разрушение происходит с запаздыванием по отношению к положению сканируемого пятна лазерного излучения?

  3. Оцените плотность мощности излучения СО2-лазера и скорость движения лазерного пятна, при которых произойдет термораскалывание кварцевой пластины, (используйте данные раздела 2.1.1).

  4. Почему наибольшую опасность при лазерной обработке представляют остаточные напряжения?

  5. Как максимальная величина остаточных напряжений зависит от времени облучения?

  6. В чем отличие в подходах диффузионной и кинетической моделей твердофазного разложения материала?

  7. Какова причина развития химической неустойчивости при диффузионном представлении? При кинетическом рассмотрении?

  8. Почему температура неустойчивости гораздо сильнее зависит от длительности импульса в кинетической модели по сравнению с диффузионной?

  9. В чем суть поляритонного механизма образования поверхностных периодических структур при лазерном облучении металлов?

  10. Когда скорость испарения при стационарной температуре испарения достигает своего максимального значения?

  11. Качественно опишите варианты выхода процесса на стационарный режим испарения в зависимости от плотности лазерного излучения.

  12. Почему во временной зависимости скорости стационарного.лазерного испарения присутствует точка перегиба?

  13. Что учитывает упрощенная феноменологическая модель двухфазного разрушения?

  14. С какой максимальной скоростью разлетается пар в приближении одноатомного газа в результате микросекундого лазерного воздействия на металл?

  15. Почему оптический пробой возникает вблизи поверхности испарения в области фокусировки лазерного луча?

0. Современные представления об оптическом пробое прозрачных сред

В 1 части рассмотрено распространение излучения в прозрачных средах. Однако известно, что под действием лазерного излучения прозрачные среды могут разрушаться. Катастрофическое развитие повреждения, возникающего при действии лазерного излучения на прозрачную для излучения среду, называют оптическим пробоем. Оптический пробой ограничивает предельные значения энергии и мощности лазерного излучения, которые можно получить с одного активного элемента. Системы транспортировки и формирования лазерного излучения в технологических установках также состоят из прозрачных линз, призм и других оптических элементов, а излучение распространяется в воздухе, поэтому разрушение этих элементов и пробой воздуха также накладывают ограничения на энергию и мощность излучения.

Разрушения, возникающие в прозрачных твердых телах под действием лазерного излучения, целесообразно разделить на разрушения, возникающие в идеально чистых средах, и разрушения, обусловленные различного рода дефектами структуры и примесями, поскольку в этих случаях различны механизмы развития оптического пробоя. В чистой среде – это оптический пробой, качественно аналогичный электрическому пробою в газах, в средах с дефектами и примесями – разрушения, связанные с локальным нагревом при поглощении излучения на неоднородностях. Пробой в газах, являясь нелинейным эффектом, зависит от мощности излучения, а нагрев неоднородности – в основном от энергии излучения. Следует отметить, что на практике обычно реализуется тепловой механизм оптического пробоя, так как идеально чистых прозрачных материалов в природе не существует. Наблюдаемая на опыте сильная размерная зависимость порога оптического пробоя, имеющая место во всем интервале используемых в экспериментах длин волн и длительностей импульсов, получила чисто статистическое обоснование.