Критические плотности мощности лазерного излучения
Знание температурного поля в материале при действии лазерного излучения позволяет определить критические плотности потока излучения, требуемые для достижения в некоторой точке поверхности или объёма материала заданной температуры. Используя решение уравнения теплопроводности для одномерной задачи нагрева полубесконечного тела (5.5), получаем соотношение для расчёта интенсивности, требуемой для достижения на поверхности температуры плавления Tm
где τi — длительность лазерного импульса.
Из (5.12) следует, что критическая плотность потока qc(1) возрастает с увеличением температуры плавления материала, его теплопроводности, объёмной теплоёмкости и уменьшается с ростом длительности импульса излучения. Выражение (5.12) может быть использовано при оценке критической плотности потока, превышение которой нежелательно, например, в процессах термической обработки.
Аналогично из (5.5) может быть оценена критическая плотность потока, требуемая для достижения на поверхности материала температуры кипения Tb:
Выражение (5.13) может быть использовано для оценки критической плотности потока, например, при сварке материалов лазерным излучением, поскольку в этом случае испарение материала из зоны расплава нежелательно.
