Лазерный оптоакустический метод индуцирования высокоэнергетических состояний и исследования фазовых переходов в металлах при высоких давлениях

Представлены результаты исследований высокоэнергетических состояний и фазовых переходов на примере свинца при воздействии наносекундного лазерного импульса в широком диапазоне интенсивностей. Для реализации условий высокоэффективной генерации давления при сохранении локального термодинамического равновесия облучаемая поверхность металла была механически зажата пластиной прозрачного диэлектрика. Динамика термодинамического состояния металла анализируется по форме и амплитуде импульса давления, распространяющегося от нагреваемой поверхности, и по изменению отражательной способности облучаемой поверхности металла.
Измерения импульса давления позволили зарегистрировать фазовые переходы в свинце: плавление на облучаемых поверхностях образцов при давлении до $P_{\text{max}} \approx 0.1$ ГПа. Показано, что до плавления амплитуда давления пропорциональна интенсивности лазерного излучения, а при переходе через порог плавления – поглощенной энергии лазерного импульса. Момент времени, когда начинается «деформация» переднего фронта импульса давления, соответствует началу плавления. При реализации высокоэнергетических состояний в тонком приповерхностном слое металла плотность существенно падает, что приводит к значительному снижению как отражательной способности, так и электропроводности.