Михайлов С.Б., Горный С.Г., Жуков Н.В. «Эффективность абляции металлов сканирующим пучком импульсного излучения волоконного YB:YAG лазера наносекундного диапазона длительности» Физика и химия обработки материалов, № 3, с. 5-23 (2021)

Приведены результаты экспериментов по абляции мишеней из нержавеющей стали и алюминия сканирующим пучком наносекундных импульсов при плотности мощности q=(0,38–1,0)·10⁹ Вт/см². Установлено, что перекрывание зон воздействия при облучении поверхности мишени из нержавеющей стали импульсами с интервалом Δt=50 мкс приводит к увеличению глубины абляции пропорционально площади перекрывания пятен облучения. Это объясняется тем, что с увеличением степени перекрывания пятен облучения на поверхности мишени образуются зоны с бoльшим количеством импульсных воздействий, что увеличивает глубину ванны расплава и приводит к выбросу более крупных частиц. Рост глубины абляции алюминия происходит при увеличении интервала между импульсами до Δt=10 мс и тем существеннее, чем выше степень перекрывания пятен облучения, при этом меняется форма вылетающих микрочастиц – от сферической, которая характерна для частиц, образующихся из расплава, до неправильной, которая характерна для частиц, образующихся при механическом разрушении вещества мишени внутренней ударной волной. Определено распределение вылетевших микрочастиц по размерам и скоростям и на основе этих данных рассчитаны коэффициенты экранирования лазерного излучения в зависимости от степени перекрывания пятен облучения. Установлено, что основным механизмом падения эффективности абляции сканирующим пучком излучения является обратный поток микрочастиц, оседающих на поверхность мишени. Проведен анализ энергетического баланса процесса абляции алюминия.