6.1 Нелинейные процессы при отражении мощного импульса излучения с λ=10,6 мкм от медного зеркала

Выявление особенностей поведения металлических лазерных зеркал при предельно возможных лучевых нагрузках проводилось на образцах зеркал из бескислородной меди (МОБ) диаметром 0 30 - 50 мм.

Рисунок 6.1 - Форма лазерного импульса (0,5 мкс/дел.)

Для сравнения импульса генерации лазера с импульсом излучения, отражённого от образца, применялась модифицированная двулучевая оптическая схема с фотоприёмниками на эффекте фотонного увлечения дырок в германии [320], подробно изложенная в главе 3, посвящённой исследованию нелинейных процессов при прохождении излучения мощного лазерного импульса через прозрачные кристаллы. В отличие от опытов, представленных в главе 3, в экспериментах, описанных в данном

разделе, фотоприёмник 12 регистрировал импульс отражённого от зеркала излучения. Определение энергии лазерного импульса, как и в главе 3, проводилось путём измерения части излучения, отражённой от клина из монокристалла NaCl и сфокусированной линзой из хлорида натрия на термопарный калориметр ТПИ 2-5.

Рисунок 6.2 - Зависимость отношения We_otp∕ Wei от плотности энергии ЛИ для

двух вариантов - W_pi/W_p05 = 2 и 3

В случае низкопорогового оптического пробоя воздуха [176, 177] перед поверхностью зеркала пиковая часть импульса проходила через возникшее плазменное образование с незначительными потерями.

изложенного в главе 3, при отражении от зеркала лазерный луч проходит через плазменное образование дважды, поэтому эффект отсечки проявляется ярче.

Рисунок 6.3 - Зависимость отношения t₃∕t_liот плотности энергии ЛИ

Соотношение между амплитудой пиковой части ЛИ W_piи уровнем мощности на его пологой части через 0,5 мкс после его начала - W_poизменялось в диапазоне величин от 1,5 до 4 при сохранении постоянной длительности импульса. В зависимости от величины отношения W_pi/W_po.5плазма возникала при значениях Wei от5 до10 Дж/см², при этом пороговая энергия плазмообразования повышалась по мере снижения указанного отношения. На рисунке 6.2 приведены зависимости доли отраженного ЛИ от Wei Для тех случаев, когда W_pi/W_{p0 5} = 2 и 3. Снижение доли отраженного ЛИ при росте плотности энергии E_tiвызвано поглощением части излучения в плазме. Характерным параметром здесь является время экранировки - t₃. Понятно, что в случае, когда t₃=t_li плотность энергии импульса W_Ei равна W_E3.

209 где t₀- предельное значение времени возникновения экранировки при заданной форме импульса. В случае, когда W_pi/W_p0j5 = 2, t₀ = 0,2 мкс, W_E3 = 15 Дж/см², а при W_pi/W_p0j5 = 3 - соответственно -1₀ = 0,1 мкс и We₃⁼9 Дж/см².

Плазма низкопорогового пробоя воздуха, возникающая при действии лазерного импульса на поверхность образца, поглощала хвостовую часть импульса, начиная с некоторого момента времени, зависящего от интенсивности воздействующего излучения. В работах [176, 177] проведены спектральные исследования плазменных образований, полученных на различных конструкционных материалах в сходных условиях. В спектрах плазмы выявлены, главным образом, линии ионов азота и кислорода, хотя и наблюдались слабые следы линий материала образца.