Разлет плазмы воздуха при ударной лазерной обработке материалов

С помощью математического моделирования исследована стадия газодинамического разлета плазмы, образующейся на границе вода-воздух при ударной лазерной обработке материалов в режиме удержания. Рассмотрено лазерное воздействие наносекундной длительности в диапазоне интенсивности 4–17 ГВт/см$^2$ на длине волны 1.06 мкм и 0.353 мкм. Эволюция плазмы описывается в приближении нестационарной радиационной газовой динамики в двумерной осесимметричной постановке. Установлено, что механизм разлета плазмы существенно зависит от длины волны лазера. Для воздействия в инфракрасном диапазоне разлет происходит в форме волны ионизации, тогда как при использовании ультрафиолетового лазера в плазме формируется светодетонационная волна. Тепловое излучение плазмы вносит существенный вклад в перераспределение энергии в плазменном облаке и при УФ воздействии приводит к формированию области предионизации перед ударной волной. Потеря плазмой прозрачности при ИК воздействии происходит за первые 3–5 наносекунд, тогда как в УФ диапазоне для этого требуется намного больше времени. При увеличении интенсивности воздействия длительность и интенсивность прошедшего через плазму импульса выходят на некоторые стационарные значения.