Кинетика разрушения
Рис. 2. Кинокадры, показывающие развитие лунки и формирование струи испарённого металла при воздействии импульса лазера на стекле с неодимом с энергией 150 Дж и длительностью 2 мс на полупрозрачную мишень магний-кварц, снятые со скоростью 105 кадров в секунду
Для реализации возможности одновременного наблюдения процесса разлёта частиц и пара над поверхностью образца и динамики образования лунки и разрушения материала внутри образца используется метод полупрозрачной мишени. В этом случае к полированной поверхности металлического образца механически прижимается кварцевая (стеклянная) пластина, а лазерное излучение фокусируется на границу раздела так, что она делит лазерный луч пополам. Половина излучения проходит свободно через прозрачную мишень, в то время, как другая половина испаряет металл. При этом настроенный для наблюдения через прозрачную мишень фоторегистратор в режиме лупы времени позволяет наблюдать как процессы над поверхностью образца, так и под его поверхностью, т. е. фиксировать динамику разрушения.
На рисунке лазерное излучение направляется на мишень справа налево, весь процесс запечатлён на 100 кадрах, указаны номера кадров. Как можно видеть из рисунка, после начала действия лазерного импульса вплоть до 5-го кадра (примерно в течение 0,1 мс) никаких изменений на поверхности и внутри образца не наблюдается. Затем появляется пар в широком телесном угле. Постепенно формируется лунка внутри образца и струя пара образует существенно более узкий телесный угол, определяемый конусностью стенок лунки (40-й кадр). Увеличение глубины лунки сопровождается ростом интенсивности испарения и уменьшением телесного угла струи (50-й кадр). К концу действия импульса наблюдается завершение формирования лунки и процесса испарения. Следует отметить, что закономерности, наблюдаемые при испарении магния, имеют общий характер для большого числа исследованных металлов и сплавов.
