Электрофизические и теплофизические процессы и явления при лазерном воздействии на твердые диэлектрики тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

САВИНЦЕВ Алексей Петрович

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФНЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ ПРИ ЛАЗЕРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ТВЕРДЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ

01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва-2009

003473266

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова.

Научный консультант:

доктор физико-математических наук,

профессор

Темроков А.И.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор физико-математических наук,

профессор

Воробьев B.C.,

доктор физико-математических наук Красюк И.К.,

доктор физико-математических наук,

профессор

Минцев В.Б.

Московский инженерно-физический институт.

Защита состоится 2009 г. в 7 I час. т ин. на засе-

дании диссертационного совета Д 002.110.02 в Учреждении Российской академии наук Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) по адресу: 125412, г. Москва, ул. Ижорская, д. 13, стр. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Объединенного института высоких температур РАН.

Автореферат разослан

2009 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 002.110.02 доктор физико-математических наук

© Учреждение Российской академии наук Объединенный институт высоких температур РАН, 2009

A.JI. Хомкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Исследования воздействия лазерного излучения на различные материалы (металлы, полупроводники и диэлектрики) начали проводиться практически сразу после создания первых лазеров. Первоначально речь шла о простейших экспериментах, в которых наблюдались плавление, испарение твердых тел и электронная эмиссия с их поверхности под воздействием лазерных импульсов. Успехи в этой области и значительные достижения в разработке высокоэффективных лазерных систем привели к возникновению лазерных технологий, одной из задач которых является экспериментальное изучение электрофизических и теплофизических процессов и явлений при лазерном воздействии на поверхность и объем твердотельных диэлектриков. Интерес к изучению теплофизических и электрофизических процессов и явлений в прозрачных твердых телах - стеклах, органических диэлектриках и кристаллах - продиктован тем, что такие среды являются неотъемлемыми элементами самих лазеров (активные элементы, подложки зеркал), нелинейных преобразователей лазерного излучения, систем транспортировки и формирования пучков лазерного излучения (призмы, линзы и т.д.). Лазерное излучение высокой интенсивности может приводить к разрушениям прозрачных твердых тел, что ограничивает предельные значения энергосъемов с активных элементов, мощности лазерных пучков, безопасно падающих на окошко, кювету или подложку из оптически прозрачного полимера и т.п. Особое внимание следует обратить на исследования объектов и материалов, находящихся в условиях длительного лазерного облучения.

Следует отметить, что в настоящее время в литературе значительное внимание уделяется исследованиям механической усталости диэлектриков (полимеров). Однако работ по изучению оптической усталости подобных материалов явно недостаточно.

Поскольку в будущем следует ожидать появления новых более мощных лазеров, изменения выходных характеристик существующих активных сред, синтеза новых материалов, то изучение электрофизических и теплофизических процессов при лазерном воздействии (включая длительное) на твердые диэлектрики является важным, актуальным и своевременным.

В последнее время наметилась тенденция к расширению совместного использования диэлектриков и мощных лазерных систем. Имеющихся экспериментальных и теоретических данных недостаточно для их разработки. Поэтому актуальной задачей является проведение новых экспериментальных исследований, сопряженных с разработкой также и новых теоретических представлений о воздействии лазерных импульсов различной длительности на поверхность и объем твердых диэлектриков.

Реализация этой задачи положена в основу представленной диссертационной работы.

Цель работы

1. Установить закономерности теплового разрушения и определить оптическую стойкость полиметилметакрилата при облучении его мощными импульсно-периодическими потоками света.

2. Определить особенности влияния лазерного облучения различной пиковой и средней мощности, интенсивности и поляризации на электрические свойства органических и неорганических диэлектриков.

3. Установить поверхностные характеристики щелочно-галоидных кристаллов в сильных световых полях.

4. Определить пороги лучевого разрушения поверхности ионных кристаллов фемтосекундными лазерными импульсами.

Научная новизна

1. Обнаружено и изучено изменение диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь после лазерного облучения для широкого класса органических и неорганических материалов.

2. Установлено, что электропроводность диэлектриков после лазерного облучения сначала резко возрастает, затем в течение длительного времени спадает и выходит на постоянное значение (новое или прежнее).

3. Для наносекундных лазерных импульсов с большой частотой следования определены пороговые значения поверхностной плотности мощности излучения для объемного и поверхностного разрушения полиметилметакрилата за счет пиролиза и лучевого пробоя.

4. Для фемтосекундных лазерных импульсов выявлены пороговые значения поверхностной плотности мощности, приводящей к оптическому повреждению поверхности щелочно-галоидных кристаллов.

5. Показано, что разрушение ионных кристаллов в поле лазерного излучения большой интенсивности может быть связано с возникновением областей с отрицательным давлением, приводящим к разрушению поверхности.

6. Измерение порогов пробоя в поле лазерной волны большой интенсивности в объеме и на поверхности ионных кристаллов подтвердило ранее высказанное предположение о сужении запрещенной зоны на поверхности за счет образования поверхностных состояний.

7. Воздействие фемтосекундных лазерных импульсов на ионные кристаллы может приводить к скачкообразному сужению запрещенной зоны диэлектрика и переходу последнего в металлическое состояние.

Методическая новизна

Основные экспериментальные результаты, представленные в работе, получены с использованием 4-х источников лазерного излучения: лазера на парах меди, гелий-неонового лазера, неодимового лазера и лазера на хром-форстерите; при этом последний впервые использовался для решения поставленных задач. В схемах внутрирезонаторной обработки материалов и лазерного микропроектора с усилителем яркости изображения впервые был задействован активный элемент на парах меди ГЛ-202.

Практическая значимость результатов

1. Установлено, что при воздействии импульсов медного лазера с большой частотой следования на полиметилметакрилат пороги пробоя снижаются и вызываются как тепловым воздействием, так и мощным электромагнитным полем.

2. У широкой группы диэлектриков определены условия изменения электрофизических свойств под действием лазерного излучения.

Предложено создание индикаторов нового типа для измерения энергии, мощности и интенсивности лазерного излучения по изменению электропроводности диэлектриков.

3. Определены особенности влияния лазерного облучения различной пиковой и средней мощности, интенсивности и поляризации на диэлектрические материалы в изделиях электронной техники.

4. Измерены пороги оптического повреждения различных граней поверхности ионных кристаллов фемтосекундными лазерными импульсами.

5. Научные результаты работы, связанные с определением порогов пробоя прозрачных диэлектриков, используются в учебном процессе (спецкурсы и спецпрактикумы).

Публикации

Основные результаты проведенных исследований опубликованы в 85 печатных работах. В перечне опубликованных работ - 45 статей в центральных научных журналах, рецензируемых научных сборниках и материалах конференций (в том числе 14 - в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора наук), препринт академического института, учебное пособие, 38 тезисов докладов на между народных, всесоюзных и всероссийских конференциях.

Связь работы с научными программами и темами

Исследования выполнялись в 2003-2008 годах в рамках программы Президиума РАН "Теплофизика и механика интенсивных импульсных воздействий",

комплексной программы исследований Президиума РАН "Теплофизика и механика экстремальных энергетических воздействий", программы ОЭММПУ и программы Президиума РАН "Физика и механика сильно сжатого вещества и проблемы внутреннего строения Земли и планет" и программы фундаментальных исследований Президиума РАН "Исследование вещества в экстремальных условиях" (подпрограмма "Теплофизика экстремального состояния вещества").

Апробация работы

Результаты диссертационного исследования докладывались на 31 научных конференциях, симпозиумах и семинарах, из которых 24 - международных и 7 -всесоюзных и всероссийских. Основные результаты работы обсуждались на: 5 Всесоюзной конференции "Оптика лазеров" (1987, Ленинград), 6 Всесоюзной конференции по физике диэлектриков (1988. Томск), Международной конференции "Новые методы в физике и механике деформируемого твердого тела" (1990, п. Терскол), 11 Международной конференции "Уравнения состояния вещества" (1996, и. Эльбрус), 12 Международной конференции-школе "Молекулярная спектроскопия высокого разрешения" (1996, Санкт-Петербург), 14 Международной конференции по химической термодинамике (14 IUPAC Int. Conf. On Chemical Thermodynamics) (1996, Osaka, Japan), Международной конференции "Прикладная Оптика — 96" (1996, Санкт-Петербург). 12 Международной конференции "Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество" (1997, п. Эльбрус), 6 Международном семинаре по электронным свойствам микросистем металл/неметалл (6-th Int. Workshop Electronic Properties of Metal/Non-Metal Microsystems) (1997, Prague, Czech Republic), 13 Международной конференции "Уравнения состояния вещества" (1998, п. Эльбрус), 14 Международной конференции "Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество" (1999, п. Эльбрус), 15 Международной конференции "Уравнения состояния вещества" (2000, п. Эльбрус), 16 Международной конференции "Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество" (2001, п. Эльбрус), 12 Международном симпозиуме "Тонкие пленки в электронике" (2001, Харьков, Украина), 17 Международной конференции "Уравнения состояния вещества" (2002, п. Эльбрус), Международном симпозиуме ОМА-2002 (2002, Сочи), Международном симпозиуме ODPO-2002 (2002, Сочи), 18 Международной конференции "Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество" (2003, п. Эльбрус), 1 Всероссийском совещании-симпозиуме "Проблемы физики ультракоротких процессов в сильнонеравновесных средах. Эксперимент, теория, компьютерное моделирование" (2003, Новый Афон), Международном симпозиуме ОМА-2003 (2003, Сочи), 19 Международной конференции "Уравнения состояния вещества" (2004, п. Эльбрус), 2 Всероссийском совещании-симпозиуме "Проблемы физики ультракоротких

процессов в сильнонеравновесных средах" (2004, Новый Афон), 20 Международной конференции "Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество" (2005, п. Эльбрус), 3 Всероссийском совещании-симпозиуме "Проблемы физики ультракоротких процессов в сильнонеравновесных средах" (2005, Новый Афон), Международном симпозиуме ODPO-2005 (2005, Сочи), 21 Международной конференции "Уравнения состояния вещества" (2006. п. Эльбрус). 4 Всероссийском симпозиуме "Проблемы физики ультракоротких процессов в сильнонеравновесных средах" (2006, Новый Афон), 22 Международной конференции "Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество" (2007, п. Эльбрус), 5 Всероссийском симпозиуме "Проблемы физики ультракоротких процессов в сильнонеравновесных средах" (2007, Новый Афон), II Международной конференции "Деформация и разрушение материалов и наноматериалов" (DFMN-2007) (2007, Москва). 23 Международной конференции "Уравнения состояния вещества" (2008, п. Эльбрус).

Основные защищаемые положения

1. Облучение органических и неорганических диэлектриков лазерным излучением приводит к изменениям электрических характеристик материалов, способствует на длительное время активизации дипольно-групповой и сегментальной подвижности, значительно меняет их поверхностную и объемную проводимость.

2. Под действием мощных лазерных импульсов с большой частотой повторения происходит разрушение поверхности полиметилмегакрилата в результате пиролиза; возникают устойчивые тепловые линзы, появляются треки лучевого разрушения.

3. Критическая напряженность поля оптического повреждения ИК-лазерными импульсами с длиной волны 1,24 мкм и длительностью 80 фс поверхности ионных кристаллов находится в диапазоне 70-80 MB/см. Порог оптического повреждения грани (НО) хлорида натрия в 1,5-2 раза выше, чем порог повреждения грани (100).

Лнчный вклад автора в работу

Автор непосредственно участвовал в постановке целей и задач работы, планировании, подготовке и проведении всех экспериментов: обсуждении, анализе и интерпретации полученных данных, проведении математического моделирования, формулировке научных выводов.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, основных научных выводов, списка цитированной литературы и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обосновывается актуальность темы диссертационного исследования, раскрывается цель работы, формулируется научная и методическая новизна, отмечается практическая значимость полученных результатов, определяются основные положения диссертации, выносимые на защиту.

В Главе 1 сделан литературный обзор работ по диссертационной теме.

Первый параграф главы посвящен некоторым аспектам взаимодействия лазерного излучения с твердотельными диэлектриками.

Обсуждаются тепловые явления в полимерах, вызванные лазерным воздействием, "скрытые" изменения в диэлектриках после лазерного облучения, процессы, протекающие в диэлектрических средах, вблизи и на пороге видимого разрушения лазерными импульсами.

Отмечено, что характер тепловых явлений в диэлектриках определяется интенсивностью лазерного излучения, химической природой и тепловыми свойствами материала.

Модели лазерного разрушения органических диэлектриков учитывают специфические свойства этих сред: взрывное газообразование, способствующее механическому разрушению полимерного материала в зоне интенсивного разогрева; сильную температурную зависимость вязкоупругих свойств; наличие плохо выводимых примесей; возможность изменения молекулярного строения диэлектрика и т.д.

Часто в разрушении полимера главным действующим фактором оказывается именно тепловое движение атомов, порождающее энергетические флуктуации. За счет энергии тепловых флуктуаций происходят разрывы некоторых частей макромолекул, выделение газообразных продуктов, особенно по границам микроструктурных элементов, образование поглощающих дефектов.

Разрушения, возникающие в прозрачных телах под действием наносекунд-ных лазерных импульсов, наиболее целесообразно разделить на разрушения, возникающие в идеально чистых средах, и разрушения, обусловленные примесями. В этих случаях механизмы разрушения различны. В чистой среде это оптический пробой, качественно аналогичный пробою в газе; в средах с примесями - разрушения, связанные с нагревом примесей при поглощении излучения. Согласно этому подходу, различают порог несобственного лазерного пробоя, обусловленный разрушением на дефектах, примесях, включениях, и порог собственного пробоя, определяемый лучевой стойкостью предельно чистого вещества.

Пробой, являясь нелинейным эффектом, зависит от мощности излучения, а нагрев примесей - в основном от энергии излучения. Так как на факт возникновения пробоя влияет много параметров, характеризующих среду (ширина запрещенной зоны, фотопроводимость, температура, облучаемый объем и др.) и излучения (частота, пространственное и временное расположение излучения, длитель-

ность импульса), то пороги пробоя лежат в широком диапазоне изменения интенсивности излучения от 10'' до 1012 Вт/см2.

В органической среде имеются микрострукгурные дефекты - микрообласти локальных напряжений, где вероятность флуктуационного разрыва выше, чем в остальном материале; поэтому здесь под действием лазерного излучения путем, например, многофотонных процессов фото деструкции может происходить разрыв части напряженных молекул, что приводит к образованию поглощающего дефекта. Эволюция поглощающего дефекта ведет к возникновению тепловой неустойчивости в окружающей дефект матрице. В результате этого начинается пространственное развитие лазерного разрушения вследствие распространения ионизационной волны поглощения, перенос фронта которой обусловлен электронной теплопроводностью.

Выяснилось, что порог одноимпульсного разрушения полимеров выше, чем порог многоимпульсного воздействия. Наиболее вероятной причиной эффекта накопления является образование горячих радикалов вследствие механических реакций; однако накопительный процесс не связан с высокотемпературной деструкцией органического диэлектрика.

Если для наносекундных лазерных импульсов можно говорить о различных механизмах лазерного пробоя для органических и неорганических сред, то переход в область пико- и фемтосекундных лазерных импульсов нивелирует разницу. Как было получено в ряде работ, главным механизмом лазерного разрушения в области пико- и фемтосекундных лазерных импульсов становится абляция. Условная граница перехода лежит в области 10-20 пс.

Найдено, что поверхностная плотность мощности излучения порога оптического повреждения поверхности стекла, сапфира и ряда других оптических материалов, облучаемых лазерными импульсами длительностью порядка 200 фс, составляет (1-2,8) 10|3Вт/см3.

Во втором параграфе главы рассмотрены некоторые свойства твердотельных диэлектриков.

Затрагиваются основные представления об электрических свойствах диэлектриков (диэлектрической проницаемости, диэлектрических потерях, проводимости, электретном состоянии) и некоторые аспекты физики поверхности твердотельных ионных кристаллов.

Согласно классическим представлениям диэлектрическая проницаемость определяется поляризацией среды, то есть возникновением электрического момента в диэлектрике при наложении электрического поля. Для периодических полей может быть введено понятие диэлектрической проницаемости е(со) как коэффициента пропорциональности между электрической индукцией и вектором напря-

женности электрического поля. Функция е(со), вообще говоря, комплексна. Если обозначить ее вещественную и мнимую части как е'и е", тогда

Е(со)=Е'(а>)+ /е"(т•).

Видно, что е'(-<о) = £(а>), е"(-е>) = -е"(а>), то есть е'(оз) является четной, а е"(со) - нечетной функцией частоты.

Под действием внешних полей у неполярных органических диэлектриков происходит поляризация электронного упругого смещения, а у полярных - поляризация электронного упругого смещения и дипольно-релаксационная поляризация. Для щелочно-галоидных кристаллов характерна поляризация электронного упругого смешения и поляризация ионного упругого смещения. Добавка окислов щелочных металлов в силикатное стекло приводит к появлению наряду с поляризацией электронного упругого смещения и поляризацией ионного упругого смещения еще и к ионно-релаксационной поляризации.

Тангенс угла диэлектрических потерь характеризует рассеяние энергии, которая выделяется веществом в виде теплоты, при приложении к образцу переменного электрического поля. Величина тангенса угла диэлектрических потерь существенно зависит от структуры диэлектрика, температуры, частоты внешнего поля, типа поляризации и может быть определена по формуле

\%д=е"/£'. (1)

В неполярных органических диэлектриках и ионных кристаллах диэлектрические потери в основном связаны со сквозным током, а в полярных органических диэлектриках - со сквозным током и релаксационными потерями: дипольно-сегментальными, обусловленными подвижностью звеньев или их большой совокупностью в электрическом поле, и дипольно-групповыми, связанными с движением относительно небольших боковых полярных групп.

Специфика процессов развития дипольно-групповой и дипольно-сегментальной поляризации в каждом органическом диэлектрике определяется многими факторами (аморфная и кристаллическая структура, наличие боковых ответвлений и взаимное расположение двух макромолекул, наличие пластификатора и др.).

Вклад в проводимость твердых диэлектриков по постоянному току чаще всего дают ионы, а в отдельных материалах - электроны, при этом в различных диэлектрических средах механизм электропроводности может существенно различаться.

В случае переменного поля проводимость обусловлена токами смещения, которые возникают за счет колебания зарядов около положения равновесия.

При воздействии на диэлектрик электрического поля повышенной напряженности, облучении вещества электронами и ионами у материала может возникнуть электретное состояние. Электрет является постоянно поляризованным ди-

электриком, имеющим на поверхности связанные или свободные заряды. После снятия внешнего воздействия электреты релаксируют к начальному состоянию достаточно медленно; время релаксации может варьироваться от нескольких часов до нескольких лет.

Анализ изученных данных позволяет сделать выводы:

• Недостаточно исследованы теплофизические явления, тепловой и нетепловой лазерный пробой в оптически прозрачных диэлектриках под действием коротких мощных лазерных импульсов с большой частотой следования.

• Недостаточно изучено влияние лазерного облучения на всю совокупность электрофизических процессов и явлений в диэлектрических материалах.

• Итоги теоретических расчетов и численного моделирования поверхностных характеристик кристаллических диэлектриков в поле лазерного излучения пока практически не соотносятся с экспериментальными результатами.

• Отсутствуют сведения о моделях и порогах лучевого разрушения поверхности ионных кристаллов короткими фемтосекундными лазерными импульсами.

На основании изложенного материала сформулированы задачи исследования.

В Главе 2 рассмотрены характеристики лазерных систем для изучения поверхности и объема диэлектриков.

Первый параграф главы посвящен лазерам и оптическим схемам, используемым в диссертационной работе.

Для лазерного воздействия использовались 4 источника излучения: 1) лазер на парах меди (>.=510,6 нм, 578,2 нм), 2) гелий-неоновый лазер (?^=632,8 нм), 3) неодимовый лазер (стекло с N(1) (/,= 1,06 мкм) и 4) лазер на хром-форстерите (Х= 1,24 мкм). Второй и третий источники являлись стандартными лазерами промышленного производства, а первый и четвертый были представлены лазерными комплексами, собранными индивидуально для многоцелевых исследований.

Гелий-неоновый лазер являлся источником когерентного излучения малой мощности (средняя мощность излучения Р— единицы мВт), лазер на парах меди - средней мощности (Р- единицы Вт, мощность излучения в импульсе Я"""-десятки кВт), неодимовый лазер - большой мощности (Р""я-единицы МВт) и лазер на хром-форстерите - очень большой мощности (Я"-""-единицы ТВт).

Лазерный пучок направлялся на образец напрямую (рис. 1, а) (методика облучения образцов широким пятном) или через микрообъектив. Наиболее сложные оптические схемы системы были задействованы при работе с активным элементом на парах меди ГЛ-202, когда, например, использовалась методика работы по

схеме внутрирезонаторной обработки материалов с одновременным визуальным контролем области воздействия по большому или малому экрану (на базе лазерного микропроектора с усилителем яркости изображения) (рис 1, б).

Рис, 1, Схема облучения материалов излучением гелий-неонового лазера (а) и излучением активного элемента на парах меди с одновременным визуальным контролем

(на базе микропроектора с усилителем яркости изображения) (б): 1 - образец; 2 - микрообъектив; 3 - зеркала; 4 - активный элемент на парах меди; 5- фильтр; б-изображение; 7-экран

Во втором параграфе главы изложены результаты исследования энергетических и усилительных характеристик активного элемента на парах меди ГЛ-202, излучающего световые импульсы длительностью 20 не с частотой порядка 10 кГц. В ходе проведенных работ определялись также параметры инверсии, поведение контраста картинки на экране для различных скоростей разогрева этого активного элемента и др.

Выяснилось, что время существования инверсии в ГЛ-202 не превышает 47 не.

Расчет коэффициента ненасыщенного усиления аи проводился по формуле

где 1вых и 1,х- интенсивность излучения на выходе и входе активного элемента, 1„ -насыщающая интенсивность. Ь - путь, пройденный в среде световым пучком, а

(/«ыг-/«).

Согласно нашим измерениям и вычислениям по формуле (2), значение ог0 активной среды на парах меди ГЛ-202 достигает 0,11 см"', а /н = 45 мВт/см2.

Повышение напряжения питания и скорости разогрева активного элемента поднимает пиковое значение усиления и контраста, сдвигая максимальную величину этих параметров в область меньших температур активной среды; для малой

б)

(2)

скорости разогрева на довольно большом интервале температур усиление и контраст почти не меняются (рис. 2).

о

Ь.отед.

03

ое

;0 р, мвт

Рис. 2. Ход контраста картинки для быстрого (1) и медленного (2) разогрева активного элемента при различной мощности излучения на выходе ГЛ-202

Сделан вывод, что для получения максимальных энергосъемов необходим оптимальный тепловой режим разряда.

В третьем параграфе главы проведен анализ и расчет оптической части установки на базе ГЛ-202, найдены размеры поля зрения, пятен обработки и уровни засветки образцов в различных схемах обработки материалов излучением этого активного элемента. Использовалась методика расчета мод плоскопараллельного резонатора.

Для оценки размера линейного размера поля зрения применялась формула

где £> - диаметр разрядной трубки, Я* - расстояние от апергурной диафрагмы объектива до ближнего торца активного элемента, F — фокусное расстояние микрообъектива. /•" = Д1Го5, где Д - оптическая длина тубуса микроскопа (160 мм), а Гоб - паспортное увеличение микрообъектива.

Если сужать диафрагму между объективом и активным элементом, то, как показал опыт, размер пятна обработки и плотность облучения в нем не снижаются. (Для контроля рассматривался процесс плавления на поверхности объекта).

Диаметр пятна обработки сфокусированным излучением усилителя света поверхности объекта для активного элемента в плоскопараллельном резонаторе определяется выражением

При этом перетяжка лазерного излучения располагается ог объектива дальше, чем исследуемая поверхность, и имеет размеры:

где с — скорость света, У - расстояние от объектива до плоскости промежуточного изображения, Я* - расстояние от объектива до зеркала подсветки, гр - рабочее время инверсии; у ГЛ-202 можно взять тр = (33^40) не.

Было определено, что для ГЛ-202 поверхностная плотность средней мощности излучения (/) может достигать 106 Вт/см2, поверхностная плотность мощности излучения в импульсе (Г"") - 6109 Вт/см2, а поверхностная плотность энергии излучения в импульсе - 120 Дж/см2.

В Главе 3 обсуждаются электрофизические процессы и явления при лазерном воздействии на диэлектрики. Пятно облучения засвечивало образцы широким пятном, чаще всего полностью по всей площади.

В первой части главы рассмотрены электрофизические процессы и явления в органических диэлектриках (полимерах).

Изучались последствия лазерного воздействия трех типов: 1) длительное облучение малоинтенсивным непрерывным поляризованным излучением; 2) небольшое по времени облучение поляризованными лазерными импульсами средней интенсивности: 3) кратковременное облучение неполяризованными лазерными импульсами повышенной интенсивности.

В первом случае имеют место зарядовые явления (смещение, разделение, переориентация, возникновение зарядов) в постоянном лазерном поле без дополнительного изменения состояния среды.

Во втором случае наблюдаются зарядовые явления в лазерном поле при наличии некоторого дополнительного изменения состояния среды за счет небольшой добавки ударных воздействий и теплофизических процессов.

В третьем случае имеют место зарядовые явления в поле лазерных импульсов при дополнительном изменении состояния среды за счет ощутимой добавки ударных воздействий и теплофизических процессов.

Во второй части главы рассмотрены электрофизические процессы и явления в неорганических диэлектриках (ионных кристаллах и силикатном стекле).

Изучались последствия лазерного воздействия трех выше обозначенных типов. В данном случае имеют место зарядовые явления в лазерном поле без дополнительного изменения состояния среды.

Сначала приведены результаты исследований органических диэлектриков, которые подвергались малоинтенсивному долговременному облучению при комнатной температуре. Мощность излучения гелий-неонового лазера достигала 3.3 мВт, интенсивность - 0,5-1 мВт/см2, а время облучения - 10-45 мин.

Измерения емкости (С) и на частоте 1 МГц проводились по методу диэлектрической релаксации. Относительная погрешность определения С составляла 2,7%, а щя-7,0%.

Характер изменения электрических параметров показан на рис. 3.

с/с.

■v"

"1 Г

ТТЛ

а) б)

Рис. 3. Изменение емкости (1) и тангенса угла диэлектрических потерь (2) образцов полиметилметакрилата (а) и полиэтилена (б) на частоте 1 МГц после облучения в течение 10 мин гелий-неоновым лазером

Затем были подробно изучены температурные характеристики С, tg£ и проводимости по переменному току (#) на частоте 1 и 10 кГц, а также удельная объемная проводимость по постоянному току (</) и удельная поверхностная проводимость по постоянному току ((/) до и в течение 216-300 ч после облучения гелий-неоновым лазером.

Использовался метод диэлектрических потерь в широком диапазоне температур с привлечением мостовых измерительных схем. Относительная погрешность определения С, и £ не превышала 2 %, а <т" и о"1 - 4 %.

Образцы политетрафторэтилена (ПТФЭ), полиметилметакрилата (ПММА), полиэтилена (ПЭ) и полистирола (ПС) помешались в измерительную термоячейку, в которой температура задавалась с помощью программируемого терморегулятора с точностью ± 0,5 °С.

Выяснилось, что лазерное облучение не влияет на температурную зависимость емкости ПЭ, ПММА и ПТФЭ, однако существенно меняет для этих диэлектриков ход зависимости xgS от температуры (рис. 4), где обнаруживаются два максимума («- и /^-процессы).

Как показывает рис. 4, лазерное облучение приводит не только к появлению а- и /^-максимумов, но и к их сдвигам с течением времени на 10-20 °С в область

высоких температур, что указывает для «-максимума на увеличение жесткости изученных материалов.

Анализ полученных результатов указывает на совпадение температурной зависимости проводимости по переменному току (рис. 5, а) и (см. рис. 4, б) ПТФЭ на частоте 1 кГц.

0.CS 0.СЙ

40 60 id ПО

/ \ / \

50 И JC 10 L'C П

Рис. 4. Температурные зависимости тангенса угла диэлектрических потерь на частоте 1 кГц: а — полиэтилен: 1 - необлученный образец; 2 -сразу после облучения; 3 - спустя 216 ч после облучения;

б — политетрафторэтилен после лазерного воздействия: 1 — через 24 ч,2-через 72 ч; 3- через 120 ч

а) б)

Рис. 5. Температурная зависимость электрических параметров полимеров: а — проводимость политетрафторэтилена через 24 ч после облучения гелий-неоновым лазером, на частоте 10 кГц (I) и 1 кГц (2)\ через 120 ч на частоте 1 кГц (3): 6- тангенс угла диэлектрических потерь полиэтилена (1) и полиметилметакрилата (2) на частоте 50 кГц спустя 100 ч после воздействия излучением активной среды на парах меди

Кроме того, также совпадают на этой частоте временные зависимости проводимости по переменному току и амплитуды а- максимума

Было найдено, что для полистирола лазерная засветка выявляет максимумы и на зависимости емкости образцов от температуры (рис. 6, а).

а) б)

Рис. 6. Температурная зависимость емкости (1), тангенса угла диэлектрических потерь (2) и проводимости (3) полистирола на частоте 1 кГц после облучения гелий-неоновым лазером: а— спустя 1 ч, 6-спустя 24 ч

Характерный вид температурной зависимости электрических параметров полистирола в различные моменты времени приведен на рис. 6, а. Исключением являются данные, полученные через 24 ч после засветки. Измерения показали для этого момента времени аномально высокие значения электрических параметров и их нетипичные температурные зависимости (рис. 6, б). При этом значение 1-го максимума tg8 в течение ста часов близко 1.

Изучение сг" и </ политетрафторэтилена, облученного в течение 10 мин большим пятном, показало, что после засветки с? отличается от начальной не существенно, в противовес а1, которая возросла в 3,3-104 раз. Далее в течение длительного времени наблюдается синхронное изменение а" и о* (рис. 7, а), вблизи поверхности сохраняется значительный заряд, и при этом имеют место активные зарядовые явления.

Были проведены опыты с поли-4-метилпентеном-1. который после лазерного воздействия подвергался повышенному термовоздействию.

Важной особенностью этой части работы являлись многочисленные измерения, проводимые ежесуточно в течение 4—8 ч, позволявшие уверенно отслеживать все вариации электрических параметров при комнатной температуре.

На кривой релаксации полиметилпентена (рис. 8, а), так же, как на рис. 3, видны два характерных обратимых спада, первый из которых продолжался 8 ч, а

второй — 3 ч. Однако второй спад при наличии термонагрузки регистрируется спустя 24 ч после облучения, а не через 72 ч, как наблюдалось в опытах без термовоздействия на образцы.

I

I I I

25 50 75 100 125 150 175 200 225

"J

o'/fT*

(^VO-iu*

/V w

о к so ?s 1» 125 150 175 200 2:5 б)

Рис. 7. Изменение поверхностной проводимости (1) и объемной проводимости (2) по постоянному току политетрафторэтилена (а) и силикатного стекла (б) после облучения 10 мин светом гелий-неонового лазера

С/С„ tgi/tgS.

101*6

fw*--,.,.

'■-4ft,

О 50 1 00 150 200 250 1. »300 а)

if^A.

п г

120 240

б)

360

Рис. 8. Изменение электрических параметров полимеров после воздействия поляризованным

излучением:

а — тангенс угла диэлектрических потерь полиметилпентена (45-минутное облучение гелий-неоновым лазером); б — емкость (1) и тангенс угла диэлектрических потерь (2) полиметилметак-рилата на частоте 1 кГц (время воздействия излучением активной среды на парах меди - 15 с, Г"= 0,55 кВт/см2)

Трактовка наблюдаемых явлений следующая.

Во-первых, появление после облучения а- и /?-максимумов на температурной зависимости tg<5 свидетельствует о том, что лазерное облучение активизирует ди-польно-сегментальную и дипольно-групповую подвижность макроцепей полимеров и их боковых фрагментов. Лазерное воздействие на длительное время меняет состояние полимерной среды, поскольку наведенная подвижность затухает спустя несколько суток. Согласно рис 4, б и рис. 5, а, данные проводимости по перемен-

ному току могут дать информацию о диполыго-сегментальном процессе, отражая ход сегментальной подвижности макроцепей полимера, возникшей под действием лазерного облучения.

Механизм размораживания подвижности следующий. Известно, что энергия размораживания сегментальной подвижности (энергия активации а-процесса), например в ПЭ, составляет 0,5-1,1 эВ, т.е. процессы размораживания сегментальной подвижности могут быть напрямую реализованы при поглощении единичных квантов света активной среды на парах меди и гелий-неонового лазера.

В пользу данного механизма говорят результаты опытов, в которых изучалось влияние излучения активной среды на парах меди (воздействие в течение 60 с) на температурные зависимости С и регистрируемые на частоте 50 кГц в интервале температур 20-110 °С через каждые 10 °С. Согласно рис. 5, б, воздействие на ПЭ и ПММА излучения активной среды на парах меди, так же как и гелий-неонового лазера, приводит к размораживанию дипольно-групповой и ди-польно-сегментальной подвижности и соответствующих процессов диэлектрической релаксации.

Во-вторых, по данным, приведенным на рис. 3, 5, 7, 8, наблюдаемые особенности на временных зависимостях электрических характеристик изученных полимеров возникают по причине быстропротекающих зарядовых явлений, возникновения и разрушения электретного состояния за счет термодеполяризации.

Согласно модели электретного состояния в образце существует дополнительное электрическое поле, которое может складываться из нескомпенсированных поверхностных, свободных объемных зарядов и ориентированных диполей истинной поляризации. Переход материала в электретное состояние связан с возникновением в среде на длительное время остаточной поляризации и свободного заряда.

Механизм в данном случае таков. Возникновению электретного состояния в наших опытах способствует длительное воздействие на диэлектрик когерентного поляризованного излучения, которое приводит к упорядоченной по всему образцу ориентации зарядов, ориентированной деформации надмолекулярных структур, значительному повышению поверхностного заряда (поверхностной проводимости) и т.д.

По истечении порой значительного периода времени, которое во многом зависит от температуры, происходит деполяризация электретов, во время которой могут возникать максимумы проводимости, связанные с процессом разрушения остаточной поляризации и процессом рассасывания свободного заряда по объему диэлектрика

Поскольку повышенные термонагрузки ускоряют темодеполяризацию поли-метилпентена. то 2-й спад (рис. 8, а) проявляется через сутки после лазерного облучения, значительно раньше, чем при комнатной температуре (см. рис. 3).

Заметим, что данные по ощутимому изменению состояния полимерной среды после лазерного воздействия (см. рис. 6, б) свидетельствуют о возникновении после облучения условий для ощутимого поглощения подводимого сигнала и аномально высокого тепловыделения. Эти результаты имеют практическую значимость, поскольку позволяют прогнозировать поведение диэлектрических материалов в изделиях электронной техники в условиях долговременного лазерного облучения.

Далее были проанализированы параметры полимеров, которые небольшое время облучались неполяризованными лазерными импульсами средней интенсивности при комнатной температуре. Интенсивность излучения в импульсе /"*" лазера на парах меди составляла 0,55-0,9 кВт/см2, а время воздействия - 3-60 с.

Были использованы метод диэлектрических потерь с привлечением мостовых измерительных схем для определения С и tgS (с относительной погрешностью 2%) и методика измерения малой <У (с относительной погрешностью 4 %).

Пример полученных в этом случае данных показан на рис. 8, б и рис. 9, а.

Т^гт

10 12 14 16

I, сут I

в 10 12 14

а) 6)

Рис. 9. Изменение объемной проводимости по постоянному току после облучения диэлектриков 3—5 с лазером на парах меди: а — полиэтилен, /""' = 0,6 кВт/см2, поляризованное излучение; б — силикатное стекло, /""'= 5 кВт/см2, неполяризованное излучение (экспериментальные точки и результаты математического моделирования хода проводимости)

Согласно проведенному анализу, на рис. 8, б 1-й по времени пичок отражает разрушение остаточной поляризации, а 2-й - рассасывание свободного заряда.

Как показывает сравнение рис. 3, а и рис. 8, б, небольшая добавка ударных воздействий несколько меняет характер динамики электрических характеристик, обусловленной чисто зарядовыми явлениями в поляризованном лазерном поле. Происходит перестройка среды, и с течением времени электрические параметры образцов выходят на новое постоянное значение.

Данные, показанные на рис. 9, сопрягались с результатами математического моделирования хода сг при суточном шаге измерения этого параметра. Динамика полученных в эксперименте значений хорошо описывается зависимостью вида:

(о"„ -о"№,) = (М0-Ы)-К

(для <?ц ф с?лг.у), где К - индивидуальный постоянный коэффициент, N - номер текущих суток с начала роста а М0-целое число; причем N = 1, 2...(2М0- 1).

Для модельной (плоской) вершины контура

М0= N и сг« = сг\.,.

Для реального максимума можно принять, что

<?тах = <т"Мо+К/4.

Трактовка наблюдаемых в данном случае явлений такова.

Лазерные импульсы не длительности активной среды на парах меди способствуют хорошей фиксации наведенных электрических свойств и закреплению остаточной поляризации.

Широкий контур зависимости (/ от времени после воздействия поляризованными импульсами лазера на парах меди (максимум достигается спустя 184 ч после облучения) отражает длительное рассасывание по объему наведенного заряда.

В среде облученного диэлектрика идут процессы релаксации с участием таких механизмов, как: обратимые упругие деформации надмолекулярных структур (последствия ударных воздействий), разрушения остаточной поляризации и рассасывания объемного заряда (последствия возникновения электретного состояния).

Как показали измерения, после выхода свободного заряда на электроды (спустя 385 ч после облучения), когда все процессы релаксации закончены, значение будет определяться величиной остаточного ионного тока, протекающего через образец.

В завершение первой части данной главы следует рассмотреть влияние на органические диэлектрики кратковременного облучения неполяризованными лазерными импульсами повышенной интенсивности при ощутимой добавке к зарядовым явлениям ударных воздействий и теплофизических процессов.

Интенсивность излучения в импульсе лазера на парах меди составляла 1,7— 6,6 кВт/см2, а время воздействия - 3-5 с.

Изучалось влияние лазерного облучения на е', е" и сг" группы полимерных материалов.

Измерения е' и 1§<5' на частоте 1 МГц проводились по методу диэлектрической релаксации. Параметр е" рассчитывался по формуле (1). Относительная погрешность определения е' составляла 3,2 %, а"-4 %, tgs - 7,0 % и е"- 7,7 %.

Был изучен ряд полимерных диэлектриков на одной основе - поливинилхлори-да (ПВХ), но модифицированной различными ингредиентами; ПТФЭ, ПММА и ПЭ.

Средняя мощность лазерного излучения в пучке достигала 0,85-3,3 Вт. Для предотвращения избыточного перегрева органических диэлектриков между активной средой и материалами устанавливался дисковый обтюратор, который уменьшал число световых импульсов, падающих на образец в единицу времени.

Как оказалось, облучение органических диэлектриков мощными наносекунд-ными лазерными импульсами приводит к изменению их электрических параметров: а" - увеличивается, а е\ и е" - могут расти или снижаться. После скачка параметров наблюдается многочасовая релаксация к начальным данным или параметры больше не меняются. При этом динамика электрофизических процессов зависит от импульсной интенсивности лазерного излучения и состава полимера. Отмечается снижение скачков электрических параметров, времени релаксации, индивидуальной реакции на лазерную засветку и т.д. в случае более низкой импульсной интенсивности лазерного излучения (рис. 10).

а'' <т'

1 —■ —__

• 2

_ 5 : :__ ■—1

»- 6

1 ! и, 1

е'/< о-'/о-.'

2

25 60 75 - 00

а)

■I I

б)

Рис. 10. Динамика электрических характеристик поливинилхлорида после облучения импульсами активной среды на парах меди: а — пластификатор - хлорпарафин. Изменение объемной проводимости (1 - = 6,6 кВт/см2,2 -/'""= 2 кВт/см2); диэлектртеской проницаемости (3-1""' = 6,6 кВт/см2,4-1""= 2 кВт/см2); тангенса угла диэлектрических потерь (5 - /""' = 6,6 кВт/см2, 6 - Г*" = 2 кВт/см'); б — пластификатор - диоктилфталат. Изменение диэлектрической проницаемости (1-1"™= 5 кВт/см2, 3-1Ш"= = 2 кВт/см2); тангенса угла диэлектрических потерь (2 - Г"" = 5 кВт/см2, 4 -1= 2 кВт/см2); объемной проводимости (5 -/"""= 2 кВт/см")

Как показали измерения, время релаксации электрических характеристик облученного полимера (например, проводимости) можно использовать для определения энергетических характеристик лазерного излучения.

Подробно обсуждены механизмы и причины необратимых и обратимых изменений электрических характеристик. Рассмотрены упругопластические волны, внутренние напряжения, наведенные обратимые упругие деформации надмолекулярных структур, подпитка диэлектрических потерь, химические реакции и т.п.

Обращено внимание на то, что процессы окисления и другие химические реакции активизируют при рассматриваемом облучении нагрев поверхности.

Если в результате необратимых изменений возникают разрывы макроцепей, то возможен рост всех электрических параметров; появление новых сшивок в макроцепях, напротив, снижает величину всех электрических характеристик. Разрывы могут быть обусловлены термофлуктуационным и фотодиссоционным механизмами, могут иметь деформационное происхождение, связанное с градиентами температуры в зоне действия электромагнитного импульса и возникновением механических напряжений вследствие неравномерности теплового расширения.

Как показывают измерения и модельные расчеты, при «небольших» интен-сивностях лазерного излучения, когда температура поверхности не достигает точки плавления, воздействие на вещество наносекундных лазерных импульсов с крутым передним фронтом приводит к возникновению в материале импульсов давления. Форма и длительность импульсов давления практически повторяют лазерный импульс, а амплитуда прямо пропорциональна амплитуде, лазерного импульса.

Проведенный расчет показал, что пороги возникновения упругопластических волн с учетом лучевого нагрева полимерной среды с невысокой температурой стеклования и плавления и многоимпульсного воздействия на материалы, не слишком отличаются от значений соответствующих параметров в проведенных экспериментах.

При наличии в среде упругопластических вол^ в полимерах могут возникать не только разрывы и сшивки макроцепей, но такжеЧ^братимые упругие деформации надмолекулярных структур и обратимая деформационная поляризация органической среды. Лазерные импульсы не длительности способствуют хорошей фиксации нового состояния среды. Однако поскольку наведенные деформации не являются устойчивыми, то со временем происходит релаксация упругого напряжения. Соответственно, и электрические параметры материалов будут релаксиро-вать к стационарным значениям.

Ощутимое возрастание 3 при некотором возрастании с' дает основание полагать, что увеличение диэлектрических потерь связано с развитием дипольно-групповой и дипольно-сегментальной поляризации.

В полярных органических диэлектриках имеют место два вида поляризации: поляризация упругого электронного смещения и релаксационная поляризация. Первая вносит вклад в диэлектрическую проницаемость вещества в виде члена Е0пт = п2 (где п - показатель преломления вещества), а вторая дает добавку в виде Ере,,. В целом:

где а — частота определения электрических параметров, аг,- время релаксации наведенной поляризации.

В диэлектрические потери полярных органических диэлектриков вносят основной вклад потери проводимости и релаксационные потери. Для релаксационных потерь с учетом (1) справедливы следующие выражения:

-(5)

Анализ (5) показывает, что максимум параметра должен достигаться на частоте

= О+Ера,/£„„„) I Тр.

Проведенный расчет показал, что в нашем случае сотр « 1. Тогда вместо (3)-(5) можно использовать следующие выражения:

£'=£„„„+£ре, , (6)

£"=£ре/отр, (7)

£ сот

Р . (8)

ео,т+Ера

Из (6)—(8) видно, что одновременный скачок е' и е" может быть связан с изменением Ере,. При этом е" будет меняться сильнее е'.

Как видно из (7) и (8), е" и линейно зависят от тр.

Отметим, что хотя высокочастотный максимум диэлектрических потерь, обусловленный наличием колебательных движений относительно небольших радикалов, проявляется в интервале Ю8-Ю10 Гц, но низкочастотный максимум диэлектрических потерь, связанный с движением больших участков макромолекул, проявляется в интервале 102-104 Гц. Кроме того, время релаксации потерь, обусловленных развитием дипольно-сегменгальной поляризации (тс), находится в интервале 104— 105 с. Таким образом, частота следования лазерных импульсов /= 8,5 кГц попадает в область низкочастотных максимумов диэлектрических потерь; а если при этом и тс будет порядка 1//, то при импульсном лазерном воздействии диэлектрические потери могут получить эффективную подпитку.

Согласно рассмотренной модели, за счет упругопластических волн и термоупругих напряжений, фотопроцессов и других причин в облученном диэлектрике возникают дополнительные носители заряда, которые нейтрализуются или выходят

из объема на электроды в присутствии ловушек, дефектов среды и т.д. в течение десятков и сотен часов.

Рост </ после облучения на рис. 10, б можно связать с появлением ощутимых концентраций катионов диоктилфталата, обладающих высокой подвижностью м /(В-с). Поверхность образца обогащена пластификатором за счет явления миграции фталатных пластификаторов к поверхности ПВХ.

Если облучение с = 5 кВт/см1 инициирует в данном материале образование значительных концентраций катионов, обладающих высокой подвижностью, то =5,8 кВт/см2 необратимо разрушает эту органическую среду.

Необратимые разрывы (новые дефекты) в полимерном диэлектрике, обладающем тепловой релаксационной поляризацией, приводят к одновременному согласованному росту а, tg8 и £•'. (Материал не выдержал действия упругопласти-ческих волн и термоупругих напряжений и «потрескался» на микроуровне). В дальнейшем все электрические параметры остаются стабильными.

Как видно из рис. 10, б, снижение сокращает время протекания химических реакций, время перевода среды в равновесное состояние. В этом данный материал схож с остальными композициями ПВХ.

Рост е' на рис. 10, а может быть обусловлен увеличением поляризации полимера за счет увеличения концентрации полярных групп. Например, на воздухе хлораллильные группировки СН=СН-СНС1 за счет окисления могут переходить в более полярные кетоаллильные СН=СН-СО, которые активно инициируют рост содержания двойных связей.

У данного материала поведение электрических параметров зависит от поляризационных явлений и от числа нескомпенсированных зарядов.

С одной стороны, облучение и последующие поляризационные явления снижают Ере-, что должно привести к согласованному спаду е', е"и С другой стороны, увеличение 6е повышает е\ е' и Одновременное действие обоих факторов привело к тому (рис. 10, а), что после облучения е' возросла, а практически не изменился. Однако далее рассасывание объемного заряда привело к снижению вклада второго фактора, и поэтому все изучаемые параметры начали снижаться. При этом конечное, несколько увеличенное значение е' (с учетом погрешности измерений) точно соответствует конечной увеличенной величине с/.

Изменение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь под действием ионизирующего излучения получило название радиа-ционно-диэлектрического эффекта. Анализ наших результатов показал, что в проведенных опытах было обнаружено схожее явление, которое может быть условно названо лазерно-диэлектрическим эффектом. При этом облучение органических диэлектриков мощными лазерными импульсами служит причиной возникновения лазерно-диэлектрического эффекта первого типа, а долговременная засветка по-

лимеров малоинтенсивным поляризованным излучением обуславливает лазерно-диэлектрический эффект второго типа.

При облучении полимеров поляризованными лазерными импульсами средней интенсивности проявляется условно называемый комбинированный лазерно-диэлектрический эффект. Чем больше время подобного облучения (время закрепления наведенного электретного состояния), тем яснее в итоговой картине проявляются признаки эффекта второго типа.

Изучение электрофизических процессов и явлений, возникающих после лазерного облучения в неорганических диэлектриках, показало следующее.

В неорганических средах условно называемый лазерно-диэлекгрический эффект, в отличие от полимеров, не имеет градаций.

Согласно рис. 9, результат воздействия на силикатное стекло лазерных импульсов повышенной интенсивности схож с последствиями облучения полимеров лазерными импульсами средней интенсивности.

Как видно из рис. 9, б, процесс рассасывания по объему свободного заряда, возникшего после лазерного облучения, достигает у силикатного стекла максимума спустя 156 ч после засветки.

Согласно рис. 7, у силикатного стекла, в отличие от политетрафторэтилена, отсутствует синхронное изменение </ и с? после долговременного малоинтенсивного облучения; если у </, начиная с 72 ч после воздействия, изменение величины носит колебательный характер, то у с/ наблюдается монотонный рост.

Измерения емкости, IgS и проводимости по переменному току силикатного стекла после долговременного малоинтенсивного облучения проводились два раза в сутки с часовым промежутком. В течение часа образец не покидал измерительной ячейки, а затем вынимался из ячейки. После суточного перерыва наблюдался ощутимый рост величины электрических параметров. Однако спустя час после наблюдаемого скачка электрические параметры падали до значений, близких к начальным (рис. 11, а).

Как видно из рис.11, величина скачков электрических параметров спустя 72 ч после облучения уже начинает снижаться, и емкость на частоте 1 кГц начинает ощутимо расти (рис. 11, а), что согласуется с поведением <х (см. рис. 7, б). Ход проводимости на частоте 10 кГц (без зарядовых явлений) (рис. 11, а) отслеживает поведение </, а зарядовые всплески емкости и igt) на частоте 1 кГц, а также проводимости на частотах 1 кГц и 10 кГц (рис. 11,6) коррелируют с «У в интервале (24; 72) ч после облучения.

Согласно рассмотренной модели, когда облученный образец на сутки вынимается из измерительной ячейки, он переходит в так называемое "незакороченное" состояние. Среда в этом случае все время находится в электрическом поле, в результате чего происходит рассасывание заряда. Именно рост заряда приводит к

ощутимым скачкам значений замеряемой емкости после суточного перерыва в измерениях. Поскольку вышедшие к поверхности за 23 ч дополнительные заряды могут достаточно быстро нейтрализованы по цепям измерительного прибора, изучение через час "закороченной" среды дает величины электрических параметров, близкие к регистрируемым до суточного перерыва.

1.2 ; и !» I .|»л;.1Ь.| ]

60 "" 80

80 м

а) б)

Рис. 11. Изменение электрических характеристик силикатного стекла после облучения в течение 10 мин гелий-неоновым лазером: а — емкость на частоте 1 кГц (1), проводимость на частоте 10 кГц (2), б —динамика суточных скачков в "незакороченном" состоянии, емкость (1), тангенс угла диэлектрических потерь (2) и проводимость (3) на частоте 1 кГц; проводимость на частоте 10 кГц (4)

Механизм в данном случае таков. Электрофизические процессы в неорганических диэлектриках определяются, главным образом, зарядовыми явлениями (см. рис. 7, б и 9, б). Эти явления имеют источником слабосвязанные электроны, которые образуют распределенный пространственный заряд на неоднородностях, включениях и других дефектах. Излучение, насквозь просвечивающее оптически прозрачную среду, взаимодействуя с веществом, ощутимо меняет концентрацию свободных зарядов, которые движутся к электродам в присутствии ловушек и примесей в течение длительного времени.

В щелочно-галоидных кристаллах и в силикатном стекле после лазерной засветки регистрируются близкие электрофизические процессы и явления. В основе этого лежат схожие физические процессы влияния лазерного облучения на концентрацию слабосвязанных электронов в объеме диэлектрической среды.

Глава 4 посвящена рассмотрению теплофизических явлений и лучевого разрушения при воздействии излучения лазера на парах меди на полиметилметакрилат.

Интенсивность излучения в импульсе в этой части работы достигала 6-109 Вт/см2, а поверхностная плотность средней мощности излучения доходила до 106 Вт/см2.

При таких интенсивностях достижимы широкий диапазон теплофизических процессов (нагрев, плавление, пиролиз), абляция и несобственный лучевой пробой оптически прозрачного органического диэлектрика.

Полученные в диссертационной работе новые результаты дополняют ранее выполненные исследования по лазерному облучению (лучевому пробою) ПММА и важны для эксплуатации изделий из ПММА в условиях концентрированного лазерного воздействия.

В первом параграфе главы внимание обращено на теплофизические процессы разрушения полиметилметакрилата импульсно-периодическими потоками излучения лазера на парах меди.

Использовалась методика лучевого нагрева образца. Относительная погрешность измерения составляла 15 %.

Изучались тепловые явления на поверхности и в объеме диэлектрика, когда поверхностная плотность средней мощности излучения 7 достигает достаточно большой величины, и вещество находится вблизи и на пороге лазерно-индуцированного теплового пробоя (пиролиза).

Выяснилось, что видимое разрушение поверхности ПММА за счет пиролиза при большой частоте следования импульсов лазера на парах меди начиналось, когда /доходила до значения 104 Вт/см2. В этом случае на поверхности диэлектрика возникало прозрачное линзоподобное образование, за которым в объеме регистрировалась локальная термодеструкция вещества. Дальнейшее повышение / приводило к еще большему разогреву этой части образца, и на поверхности наблюдалась область расплавленного материала; линзоподобное образование, возникающее здесь, непрозрачно и поэтому начинает интенсивно поглощать падающее излучение, экранирует световой поток, и локальной области видимого разрушения за ним уже нет.

Снижение размеров перетяжки лазерного пучка (пятна обработки) затрудняет создание линзоподобного образования на поверхности.

Сканирование сфокусированных потоков света по объему ПММА дает канал деструкции почти неизменного сечения, размерами порядка размера перетяжки лазерного излучения. Протяженность канала определяется величиной /, толщиной и геометрией образца, а также теплофизическими параметрами материала.

За счет большой частоты следования импульсов лазера на парах меди при I и 3,3-104 Вт/см2 и /""«6-107 Вт/см2 в объеме ПММА могла возникать устойчивая тепловая линза, картина которой наблюдалась и после снятия облучения. Размеры линз внутри материала ощутимо больше диаметра аналогичных образований на поверхности.

Основными механизмами наблюдаемых теплофизических процессов являются термооптические явления и развитие термоупругих напряжений.

Причиной появления стационарных линзоподобных образований являются тепловые деформации органических диэлектриков при облучении мощными импульсами света, которые среди стеклообразных полимеров максимальны именно в ПММА. Согласно рассматриваемой модели, поскольку время рассасывания тепловой линзы в ПММА порядка 50 мс, а световой пучок прерывается обтюратором только на 3,3 мс, то процесс формирования устойчивых тепловых линз за счет термооптических явлений и термоупругих напряжений становится стационарным.

Проведен расчет радиуса кривизны тепловой линзы; полученное значение -250 мкм.

Предложена модель переноса тепла при облучении оптически прозрачных материалов концентрированными потоками света.

Известно, что в случае облучения вещества мощными импульсно-периодическими световыми потоками с большой частотой следования импульсов в образце устанавливается стационарный тепловой режим с матыми колебаниями температур.

Сделана оценка распределения температуры для модели движущегося в образце пятна сфокусированного излучения. Исследовался стационарный (квазистационарный) тепловой режим, когда тепло покидает тело за счет внутренней теплопроводности и теплоотдачи в окружающую среду по законам Фурье и Ньютона. Изучен случай вывода тепла сначала с концов, а затем со всех поверхностей модельного стержня длиной / и сечением ST.

В первом случае при фокусировке излучения на ближней поверхности образца температура внутри объема на расстоянии у от поверхности будет описываться выражением

т =т+&ат(1-у) +К]

r ° aTST{aTl + 2ЛТ)' w

где Т0— температура окружающей среды, Q - количество тепла, выделяемого в образце в единицу времени; Я?- - коэффициент теплопроводности материала, ат - коэффициент теплоотдачи с торца. Полагаем, что Лт и аг не зависят от температуры и постоянны в любой точке тела. Из (9) имеем:

Q

grad Т =--7—--г = const

ST{aTl + 2Aj.)

а лапласиан АТ= 0.

Скорость нагрева при сканировании перетяжки по объему при I» у можно записать в виде:

,„_ QvMjI+AT)

ATST{ccTl + 2XTy

dy

где Vt~ - скорость сканирования.

Во втором случае необходимо найти решение дифференциального уравнения

АТ=Ст\Тг-Т0) (10)

с граничным условием v=0= 5 где

XTST J

ат - коэффициент теплоотдачи с боковой поверхности, а Тпг' - температура на торце стержня.

Для малых Ст, ограничиваясь при разложении экспоненты двумя первыми членами ряда, получим решение (10) в виде:

Ту = Т"+ о г I, \ ехР(~стУ) + т '1 . , - у \ exp(Cry). (11)

' 2aTCrST{aTl л-2)^) 2arCrSr(arl + 2/^) '

Как видно, при а/ 0 (11) переходит в (9).

Использованная математическая модель тепловых потоков и температурных распределений выявляет закономерности, неплохо согласующиеся с наблюдаемыми тепловыми явлениями.

Во втором параграфе главы исследована оптическая стойкость ПММА. Диэлектрик облучался регулярными световыми импульсами лазера на парах меди и находился под действием значительной поверхностной плотности средней мощности излучения.

Использовалась методика лучевого разрушения образца и методика работы по схеме внутрирезонаторной обработки вещества с одновременным визуальном контролем изучаемой области. Относительная погрешность измерений составляла 15%.

Установлено, что пороговые условия пробоя приповерхностного объема ПММА в случае тепловой деформации поверхности зависят и от значений поверхностного натяжения на размягченной поверхности диэлектрика.

Как видно из проведенных опытов, характерной особенностью рассматриваемого пробоя является важная роль тепловых линз и линзоподобных образований на поверхности в дополнительной концентрации излучения лазера на парах меди. Именно благодаря этому фактору канал с признаками пробоя наблюдается вблизи устойчивой тепловой линзы, и мощность излучения в импульсе, приводящая к пробою с ослабителем 1/3, меньше соответствующей мощности излучения с ослабителем 1/10.

Механизм многоимпульсного лазерного пробоя рассматривался в 1-й главе диссертации.

Когда тепловая деформация поверхности ПММА отсутствует, а световая энергия сконцентрирована в области 33±3 мкм, в приповерхностном объеме наблюдается многоимпульсный пробой при критической напряженности поля 270 ± 40 кВ/см.

Рассмотрим физику наблюдаемых явлений. Уточним общепринятый механизм лучевого пробоя наносекундными лазерными импульсами.

При f"= 108-109 Вт/см2 в объеме ПММА имеют место явления, не реализованные или слабо проявляющие себя при /"'"= Ю3-104 Вт/см2. Так, если согласно экспериментам, описанным в 3-й главе, действие на диэлектрик /""' к 5' 103 Вт/см2 существенно меняет а", то облучение с !""" > 108 Вт/см2 должно вести к еще более значительному росту числа свободных зарядов в объеме диэлектрика. Появление в электромагнитном поле значительной напряженности ощутимых концентраций свободных электронов позволяет зародиться электронной лавине, «вскрыть слабую область» и создать поглощающий дефект, к которому в развитие лучевого разрушения будут приложены локальные термоупругие расклинивающие напряжения.

В заключительной части главы приведены результаты исследования электрических характеристик в случае воздействия на малую область органических и неорганических диэлектриков излучения с интенсивностью, близкой к критической (пробойной).

Измерения проводились по методу диэлектрической релаксации с погрешностью, указанной в 3-й главе.

Найдено, что электрические параметры образцов после такого облучения остались неизменными. Согласно рассмотренной модели это свидетельствует о том, что упругопластические волны, внутренние и термоупругие напряжения, ударные воздействия и теплофизические процессы в данном случае действуют локально.

В Главе 5 рассмотрены поверхностные характеристики ионных кристаллов в сильных лазерных полях.

В этой части работы интенсивность излучения в импульсе неодимового лазера составляла (1,2-1,8)-Ю10 Вт/см2, а критическая напряженность поля достигала 2,6 МВ/см.

Для неорганического стекла и грани (100) йодида калия, хлорида натрия и калия с относительной погрешностью 3,5 % были экспериментально определены величины /Kps / /Kpv (£кр! / £кр1) (/Kps - критическая интенсивность излучения на поверхности, £Kps - критическая напряженность электрического поля на поверхности, а /кpv и £кРУ - те же соответствующие параметры в объеме).

Как свидетельствуют результаты измерений, у хлоридов натрия /Kps и /Kpv отличаются несильно, у хлоридов калия /Kps составляет половину /кр\ а у йодида калия - одну треть.

Далее использовалась методика расчета поверхностных характеристик по порогам лучевого разрушения. Изучен вопрос проверки теоретической модели сужения запрещенной зоны на поверхности ионных кристаллов с учетом поверхностных состояний.

В рамках рассматриваемой модели в ионных кристаллах поверхностные состояния сливаются в поверхностные энергетические зоны и могут снижать ширину запрещенной зоны и порог пробоя на поверхности кристаллических диэлектриков.

Измеренные пороги лазерного пробоя позволили впервые экспериментально подтвердить сужение запрещенной зоны на поверхности (100) ряда ионных диэлектриков.

Сравнение теоретических расчетов сужения запрещенной зоны на поверхности ионных диэлектриков за счет поверхностных состояний с вычислениями по экспериментальным данным показывает, что они хорошо согласуются для йодида калия и не совсем согласуются для хлорида натрия; для хлорида калия же теория должна быть существенно доработана.

Дополнительно проведено сравнение порога поверхностного пробоя граней (100) и (110) хлорида натрия. Порог пробоя на грани (110) оказался ниже, чем на грани (100), что в рамках рассматриваемой модели можно связать с зависимостью сужения запрещенной зоны от поверхностной энергии грани.

В случае концентрации большой мощности и энергии лазерного излучения на поверхности твердотельных диэлектриков могут иметь место необычные свойства, переходы и состояния. В равновесных условиях поверхностная энергия представляет собой строго положительную величину, что отвечает стремлению частиц поверхностного слоя вещества к «проникновению» внутрь объема образца. Однако с ростом внешнего давления поверхностная энергия уменьшается, и при некотором давлении ркр она «формально» может обратиться в нуль. Дальнейшее увеличение внешнего давления приводит к возникновению вблизи поверхности областей с отрицательным давлением, когда частицам среды становится энергетически выгодно выйти из объема. Провести расчет ркр позволяет метод функционала электронной плотности.

Возможность проверки предсказанного эффекта рассматривалась в опытах по оптическому пробою поверхности и объема ионных кристаллов высокого качества. При возникновении областей с отрицательным давлением в поле лазерного излучения большой интенсивности можно ожидать резкого изменения свойств и даже разрушения части образца. Именно это имеет место в случае лазерного пробоя.

Согласно рассматриваемой модели, случай £кр! > £кру означает экспериментальное нахождение условий возникновения областей с отрицательным давлением.

У хлорида натрия в проведенных опытах Е^ < Е^. Согласно расчету абляционных давлений, ра < 60 ± 6 кбар. Эта величина меньше ркр (142 кбар), и для

хлорида натрия в рассматриваемых условиях (по обоим признакам) областей с отрицательным давлением нет.

Для хлорида калия высокого качества в выполненных экспериментах £к1/> Екр\ а расчет дает ра > 57±4 кбар. Поскольку у этого ионного кристалла ркр = 32 кбар, то Ра> Ркр ■ Это позволяет обоснованно рассматривать (по обоим признакам) для хлорида калия возможность возникновения областей с отрицательным давлением.

У йодида калия расчет дает ра = 38+2 кбар, а ркр = 58 кбар, то есть р„ < ркр. Кроме того, в проведенных опытах у йодида калия порог лучевого пробоя поверхности существенно ниже порога лучевого пробоя объема.

Таким образом, у йодида калия (по обоим признакам) в условиях лучевого пробоя не следует ожидать возникновения областей с отрицательным давлением.

В Главе 6 рассмотрено оптическое повреждение поверхности ионных кристаллов инфракрасными лазерными импульсами с длиной волны 1240 нм и длительностью 80 фс.

Эксперименты проводились в Центре коллективного пользования "Лазерный фемтосекундный комплекс" Объединенного института высоких температур РАН на тераватгной фемтосекундной лазерной системе на хром-форстерите.

В этой части работы интенсивность излучения в импульсе достигала 2,2-1013 Вт/см2, а критическая напряженность поля доходила до 90 МВ/см.

Лазерные импульсы падали на поверхность кристалла под углом 35°. Пространственное распределение падающего излучения на мишени соответствовало гауссову.

Исследовалось воздействие на поверхность образцов р-поляризованного лазерного излучения. Относительная погрешность измерений составляла 0,2 %.

Использовалась методика микроскопической съемки поверхности. Изображение поверхности мишени регистрировалось с помощью ССО-камеры.

Система наблюдения позволяла контролировать изучаемую область на предмет наличия дефектов, регистрировать картинки поверхности до облучения, в момент облучения (с задержкой 0,5 не) и после облучения.

Общепринятым механизмом повреждения поверхности прозрачных твердых тел для фемтосекундиых лазерных импульсов считается абляция. В случае превышения порога абляции часть расплава удаляется, оставляя на поверхности образца пятно повреждения (кратер).

С использованием программы обработки изображения можно было определить геометрические размеры главных осей пятен повреждений, которые имели форму овата. Размеры пятен сопоставлялись с энергией лазерного импульса, вызвавшего повреждение поверхности. Строился график зависимости размера пятна от энергии лазерного импульса для нахождения такого порогового значения энергии, где размеры пятна лучевого повреждения обращаются в нуль.

По результатам аппроксимации была определена энергия импульса, соответствующая порогу повреждения поверхности ионного кристалла. Поскольку размеры лазерного пучка были известны, можно было найти поверхностную плотность энергии оптического повреждения и критическую напряженность поля.

Выяснилось, что критическая напряженность поля поверхности грани (100) лазерными импульсами длительностью 80 фс составляет для хлорида натрия 76 MB/см, а хлорида калия — 64 MB/см. У йодида калия разрушение поверхности происходит при критической напряженности поля 80 ± 10 МВ/см.

Порог оптического повреждения грани (110) хлорида натрия оказался в 1,5-2 раза выше, чем грани (100).

(У стекла, сапфира и ряда других оптических материалов, облучаемых лазерными импульсами длительностью порядка 200 фс, критическая напряженность поля поверхности достигает 60-100 МВ/см.)

Полученные результаты дают опорные точки в фемтосекундном диапазоне времен на зависимости критической напряженности электрического поля от длительности импульса (рис. 12).

И.о 1 1»(1Ы Ii.il

13 0-

у

12 0 ■•

юо - У

so

г о -

7.о -

■ г т - г......т г ~';.......т......т— т- }

s ? «

ige iE, Шеи]

а) б)

Рис. 12. Зависимость критической напряженности электрического поля от длительности импульса в случае лучевого повреждения: а—хлорида натрия; б—хлорида калия

Впервые предложена модель разрушения поверхности фемтосекундными лазерными импульсами, основанная на заполнении зоны проводимости электронами, возникающими за счет ударной ионизации (укороченной электронной лавины), на фазовом переходе диэлектрик-металл, интенсивном поглощении падающего лазерного излучения возникшим "металлическим" зародышем, прогреве решетки в поверхностном слое и абляции.

В Приложении рассмотрены усилительные свойства активных сред и характеристики газоразрядного лазера на парах меди ИЛГИ-101.

14 0 130 120

/

/

IWcul

Проведенный анализ закономерностей и режимов усиления лазерного излучения, с учетом эффекта насыщения усиления, позволил определить круг понятий, формул и пороговых условий, которые были использованы в основной части представленной диссертации.

Отмечено, что для активной среды на парах меди характерны чрезвычайно высокие коэффициенты усиления света. Выходной сигнал в такой среде может достигать, даже при единичном прохождении света через активный элемент, мощности излучения свободной генерации.

Выводы из работы

1. Обнаружено изменение электрических характеристик твердых диэлектрических материалов под действием лазерного излучения, которое может иметь обратимый характер или стать необратимым.

Определено влияние интенсивности лазерного импульса на характер изменения электрических параметров.

2. Измерены температурные зависимости электрических параметров облученных полимеров. Обнаружена активизация дипольно-групповой и сегментальной подвижности органических диэлектриков.

Показано, что наблюдаемые эффекты можно объяснить возникновением классического электретного состояния: рассасыванием свободного заряда через объем и разрушением остаточной поляризации.

3. Изучены процессы повреждения поверхности и объема полиметилметакри-лата импульсно-периодическим излучением с большой частотой следования за счет лазерно-индуцированного теплового пробоя.

Получено, что сканирование сфокусированного излучения по объему поли-метилметакрилата дает канал термодеструкции диаметром равным размеру перетяжки лазерного пучка.

4. Исследовано образование устойчивой тепловой линзы, которая может возникать в объеме полиметилметакрилата при воздействии импульсно-периоди-ческого лазерного излучения с большой частотой следования, поверхностной плотностью средней мощности излучения порядка 3,3 кВт/см2 и поверхностной плотностью импульсной мощности излучения порядка 60 МВт/см2. В области визуализированной тепловой линзы регистрируется трек лучевого разрушения.

Найдено, что порог многоимпульсного пробоя полиметилметакрилата лазерными импульсами длительностью 20 не в области 33±3 мкм достигается при критической напряженности поля 270±40 кВ/см.

5. Впервые экспериментально в сильных лазерных полях подтверждена теоретическая модель сужения запрещенной зоны на поверхности ионных диэлектриков.

6. Показано, что разрушение ионных кристаллов в поле лазерного излучения большой интенсивности может быть связано с возникновением областей с отрицательным давлением, приводящим к разрушению поверхности. Это подтверждено экспериментом, в котором порог лучевого пробоя поверхности хлорида калия высокого качества оказался выше порога пробоя объема.

7. Впервые измерены пороги оптического повреждения поверхности грани (100) ионных кристаллов инфракрасными лазерными импульсами с длиной волны 1,24 мкм и длительностью 80 фс. Показано, что критическая напряженность поля составляет величину 76 МВ/см - для хлорида натрия, 64 МВ/см - для хлорида калия и 80 ± 10 МВ/см - для йодида калия.

Предложена модель разрушения поверхности фемтосекундными лазерными импульсами, основанная на заполнении зоны проводимости электронами, возникающими за счет ударной ионизации, схлопывании запрещенной зоны, поглощении излучения металлическим зародышем, прогреве поверхностного слоя и абляции.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Савинцев А.П. Воздействие излучения активной среды на органические диэлектрики // Известия вузов. Физика. 2001. Т. 44. №7. С. 57-61.

2. Савинцев А.П., Созаев В.А., Шидов Х.Т. Изучение структуры алмазоподобных пленок на кремнии с использованием лазерного микроскопа // Письма в журнал технической физики. 2001. Т. 27. № 19. С. 49-52.

3. Савинцев А.П. Влияние лазерного облучения на состояние органических диэлектриков // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Сер.: Естественные науки. 2001. №4. С. 85-87.

4. Савинцев А.П., Темроков А.И. Влияние лазерного облучения на диэлектрические потери и проницаемость органических диэлектриков // Физика и химия обработки материалов. 2002. № 2. С. 9-11.

5. Савинцев А.П., Темроков А.И. О поверхностных состояниях окислов бария и магния // Журнал технической физики. 2002. Т. 72. Вып. 4. С. 126-127.

6. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. Связь между давлением металлизации и предельной оптической прочностью диэлектриков // Известия РАН. Серия физическая. 2002. Т. 66. № 6. С. 815-818.

7. Савинцев А.П., Темроков А.И. Воздействие импульсно-периодического лазерного излучения на поливинилхлорид // Теплофизика высоких температур. 2002. Т. 40. № 4. С. 558-562.

8. Савинцев А.П., Темроков А.И. Влияние неполяризованного лазерного излучения на органические диэлектрики // Химия высоких энергий. 2002. Т. 36. №5. С. 381-385.

9. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. О возможной связи между оптическим пробоем и "металлизацией" предельно чистых прозрачных диэлектриков//Доклады РАН. 2003. Т. 388. № 1. С. 41-45.

10. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. Особенности поверхностного пробоя прозрачных диэлектриков // Поверхность. 2004. № 2. С. 53-57.

11. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. О возможности смены знака поверхностной энергии ионных диэлектриков при высоких давлениях // Доклады РАН. 2005. Т. 404. № 3. С. 333-335.

12. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. Учет искажений поверхностной области кристалла при исследовании полиморфных превращений в нанораз-мерных кристаллах // Доклады РАН. 2006. Т. 411. № 6. С. 762-765.

13. Савинцев А.П. Оптическое повреждение поверхности хлоридов натрия и калия фемтосекундными лазерными импульсами // Письма в журнал технической физики. 2008. Т. 34. Вып. 3. С. 66-69.

14. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. Об аномальном поведении поверхностных характеристик некоторых ионных кристаллов при высоких давлениях//Доклады РАН. 2008. Т. 419. №2. С. 179-183.

15. Савинцев А.П., Темроков А.И. Спектроскопия поверхностных состояний и контактного плавления // Физика экстремальных состояний вещества - 2001: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е.- Фортова и др. Черноголовка. 2001. С. 122-124.

16. Савинцев А.П., Созаев В.А., Шидов Х.Т. Изучение микроструктуры алмазопо-добных пленок на кремнии методом лазерной проекционной микроскопии // Труды 12 Международного симпозиума "Тонкие пленки в электронике", Харьков, 2001. С. 151-152.

17. Савинцев А.П., Темроков А.И. Действие лазерного облучения на температурные зависимости диэлектрических потерь и проницаемости фторопласта и полиэтилена // Физика экстремальных состояний вещества - 2002: Сборник статей/Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2002. С. 140-142.

18. Савинцев А.П., Темроков А.И. Действие интенсивных потоков энергии на органические диэлектрики // Физика экстремальных состояний вещества - 2002: Сборник статей под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2002. С. 145-146.

19. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. Фазовый переход "диэлектрик-металл" на поверхности кристалла в интенсивных электромагнитных полях // Труды Международного симпозиума ОМА-2002. Ч. 1. Ростов н/Д, 2002. С. 129-133.

20. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. Об одном из механизмов поверхностного лучевого пробоя прозрачных ионных кристаллов // Физика экстремальных состояний вещества - 2003: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2003. С. 25-27.

21. Савинцев А.П., Темроков А.И. Воздействие мощных импульсов медного лазера на ПММА // Физика экстремальных состояний вещества - 2003 : Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2003. С. 27-29.

22. Савинцев А. П. Действие поляризованного лазерного излучения на ПММА // Физика экстремальных состояний вещества - 2003: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2003. С. 29-30.

23. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. О состоянии конденсированного вещества с отрицательной поверхностной энергией // Труды Международного симпозиума ОМА-2003. Ростов н/Д, 2003. С. 148-151.

24. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. Поверхностные характеристики наноразмерных кристаллических объектов // Физика экстремальных состояний вещества - 2004: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2004. С. 38-40.

25. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение полиморфных модификаций щелочно-галоидных кристаллов // Физика экстремальных состояний вещества - 2004: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2004. С. 40-42.

26. Савинцев А.П. Действие лазерной засветки на силикатное стекло и бромид калия // Физика экстремальных состояний вещества - 2004: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2004. С. 125-126.

27. Савинцев А.П. Ионные диэлектрики в поле фемтосекундных лазерных импульсов // Физика экстремальных состояний вещества - 2005: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2005. С. 32-34.

28. Савинцев А.П. Пороги пробоя щелочно-галоидных кристаллов и стекла под действием наносекундных импульсов // Физика экстремальных состояний вещества-2005: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2005. С. 34-36.

29. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. Расчет вклада поверхностной энергии в термодинамический потенциал щелочно-галоидных кристаллов // Физика

экстремальных состояний вещества - 2005: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2005. С. 141-142.

30. Савинцев А.П. Хлорид натрия в поле фемтосекундных лазерных импульсов // Физика экстремальных состояний вещества - 2006: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2006. С. 175-177.

31. Савинцев А.П. Лучевой пробой ПММА излучением активной среды на парах меди // Физика экстремальных состояний вещества - 2006: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2006. С. 177-179.

32. Савинцев А.П. Оценка поверхностных состояний ионных кристаллов // Физика экстремальных состояний вещества - 2007: Сборник статей / Под ред. акад.

B.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2007. С. 32-33.

33. Карпенко C.B., Савинцев А.П. Аномальное поведение кристалла йодида лития при высоких давлениях // Физика экстремальных состояний вещества - 2007: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2007.

C. 207-209.

34. Карпенко C.B., Мамчуев М.О., Савинцев А.П. Расчет давления металлизации кристаллов галоидов щелочных металлов в условиях гидростатического сжатия // Физика экстремальных состояний вещества - 2008: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2008. С. 37-39.

35. Савинцев А.П. Механизмы лазерно-диэлектрического эффекта // Физика экстремальных состояний вещества - 2008: Сборник статей / Под ред. акад.

B.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2008. С. 182-185.

36. Савинцев А.П. Комплексное исследование лазерно-диэлектрического эффекта в силикатном стекле // Физика экстремальных состояний вещества - 2008: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2008.

C. 185-188.

37. Костин В.В., Кунижев Б.И., Савинцев А.П. и др. Разрушение твердотельных мишеней лазерным импульсом: Препринт Института высоких температур РАН. М„ 1996. 16 с.

38. Савинцев А.П. Активные среды: Учебное пособие. Нальчик, 2004. 48 с.

39. Савинцев А.П. Тепловые явления на межфазных границах // Сборник статей "Фи-зикохимия межфазных явлений": Нальчик, 1986. С. 224-231.

40. Савинцев А.П. Травление эпоксидных полимеров // Сборник научных трудов "Поликонденсационные процессы и полимеры": Нальчик, 1987. С. 105-107.

\\

41. Савинцев А.П. Усилители света на парах меди в исследованиях твердотельных органических диэлектриков / Каб.-Балк. ун-т. Нальчик, 1989. 7 с. Деп. в ВИНИТО20.12.1989. № 7558-В 89.

42. Савинцев А.П. Действие мощных световых потоков на поверхность и приповерхностный слой ПММА // Сборник статей "Физика и технология поверхности": Нальчик, 1990. С. 153-159.

43. Савинцев А.П. Воздействие интенсивного когерентного излучения на кристаллы // Доклады Адыгской международной академии наук. 1999. Т. 4. № 1.

44. Савинцев А.П., Темроков А.И. Действие лазерного излучения на электрические параметры диэлектриков // Вестник КБГУ. Сер.: Физические науки. Вып. 3. 1999. С. 22-24.

45. Шетов P.A., Савинцев А.П., Атабиев Х.А. и др. Влияние лазерного облучения на диэлектрические свойства ПМП и ПВДФ // Вестник КБГУ. Сер.: Физические науки. Вып. 4, 2000. С. 57-59.

46. Савинцев А.П. Исследования органических диэлектриков с использованием лазерных усилителей света // Вестник КБГУ. Сер.: Физические науки. Вып. 5. 2000. С. 53-55.

47. Савинцев А.П. Обработка диэлектрических материалов излучением активного элемента на парах меди ГЛ-202 // Вестник КБГУ. Сер.: Физические науки. Вып. 11.2008. С. 54-57.

САВИНЦЕВ Алексей Петрович

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ ПРИ ЛАЗЕРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ТВЕРДЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ

С. 78-82.

Автореферат

Подписано в печать 12.03.09 Печать офсетная Тираж 150 экз.

Уч.-изд.л. 2,5 Заказ N 62

Формат 60x84/16 Усл.-печ.л. 2,32 Бесплатно

ОИВТ РАН. 125412, Москва, Ижорская ул., 13, стр. 2

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. К ВОПРОСУ О НЕКОТОРЫХ СВОЙСТВАХ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ И НЕКОТОРЫХ АСПЕКТАХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ТВЕРДОТЕЛЬНЫМИ ДИЭЛЕКТРИКАМИ.

§ 1. Некоторые аспекты взаимодействия интенсивного лазерного излучения с твердотельными диэлектриками.

§ 2. О некоторых свойствах твердотельных диэлектриков.

Выводы из главы I.

Глава II. ЛАЗЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ И ОБЪЕМА ДИЭЛЕКТРИКОВ.

§ 1. Различные лазерные источники в исследованиях диэлектриков

§ 2. Энергетические и усилительные характеристики активного элемента на парах меди ГЛ-202.

§ 3. Области наблюдения и обработки для ГЛ-202. Схема внутри-резонаторной обработки материалов с активным элементом ГЛ

Выводы из главы II.

Глава III. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ ПРИ ЛАЗЕРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ДИЭЛЕКТРИКИ.

§ 1. Лазерно-диэлектрический эффект.

§ 2. Механизмы лазерно-диэлектрического эффекта и лазерной электропроводности.

§ 3. Анализ поведения органических диэлектриков в случае лазерно-диэлектрического эффекта первого типа.

§ 4. Лазерно-диэлектрический эффект второго типа в органических диэлектриках.

§ 5. Комбинированный лазерно-диэлектрический эффект в органических диэлектриках.

§ 6. Лазерно-диэлектрический эффект и лазерная электропроводность в неорганических диэлектриках.

Выводы из главы III.

Глава IV. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И ЛУЧЕВЫЕ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИЗЛУЧЕНИЯ ЛАЗЕРА НА ПАРАХ МЕДИ НА ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТ.

§ 1. Тепловое разрушение полиметилметакрилата импульсно-периодическими потоками лазерного излучения.

§ 2. Лучевой пробой полиметилметакрилата лазером на парах меди

Выводы из главы IV.

Глава V. ПОВЕРХНОСТЬ И ОБЪЕМ ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ В ПОЛЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ БОЛЬШОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ.

§ 1. Относительные пороги пробоя поверхности и объема ионных кристаллов излучением неодимового лазера.

§ 2. Сужение запрещенной зоны на поверхности ионных диэлектриков.

§ 3. Разрушение ионных кристаллов в поле лазерного излучения большой интенсивности, связанное с возникновением областей с отрицательным давлением.

Выводы из главы V.

Глава VI. ОПТИЧЕСКОЕ ПОВРЕЖДЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ ФЕМТОСЕКУНДНЫМИ ЛАЗЕРНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ.

Выводы из главы VI.

ВЫВОДЫ ИЗ РАБОТЫ.

Актуальность

В рамках диссертационной работы проведено экспериментальное изучение электрофизических и тепло физических процессов и явлений при лазерном воздействии на поверхность и объем твердотельных диэлектриков.

Исследования воздействия лазерного излучения на различные материалы (металлы, полупроводники и диэлектрики) начали проводиться практически сразу после создания первых лазеров. Первоначально речь шла о простейших экспериментах, в которых наблюдались плавление, испарение твердых тел и электронная эмиссия с их поверхности под воздействием лазерных импульсов. Успехи в этой области и значительные достижения в разработке высокоэффективных лазерных систем привели к возникновению лазерных технологий, одной из задач которых является экспериментальное изучение электрофизических и теплофизических процессов и явлений при лазерном воздействии на поверхность и объем твердотельных диэлектриков.

Практически любое взаимодействие излучения лазеров большой мощности с материалами приводит к изменению температуры и возникновению в веществе ряда тепловых процессов. Однако лазер - не только источник тепла; характер и механизмы явлений, протекающих в облучаемой среде весьма разнообразны.

Электрофизические и теплофизические явления для лазеров средней и малой мощности изучены крайне слабо. Хотя установлено, что облучение природных и синтезируемых материалов солнечным светом и светом обычных ламп дает иные результаты.

Изучение теплофизических и электрофизических процессов и явлений крайне важно для прозрачных твердых тел - стекол, органических диэлектриков и кристаллов. Такие среды являются неотъемлемыми элементами самих лазеров (активные элементы, подложки зеркал), нелинейных преобразователей лазерного излучения, систем транспортировки и формирования пучков лазерного излучения (призмы, линзы и т.д.). Лазерное излучение высокой интенсивности может приводить к разрушениям прозрачных твердых тел, которые ограничивают предельные значения энергосъемов с активных элементов, мощности лазерных пучков, безопасно падающих на окошко, кювету или подложку из оптически прозрачного полимера и т.п.

Если исследований механической усталости диэлектриков (полимеров) достаточно много, то работ по изучению оптической усталости подобных материалов значительно меньше.

Особое внимание следует обратить на исследования объектов и материалов, находящихся в условиях длительного лазерного облучения.

Исследования ориентировались на ряд критических технологий Российской Федерации: «Лазерные и электронно-ионно-плазменные технологии», «Полимеры и композиты», «Керамические и стекломатериалы», «Прецизионные и нанометрические технологии обработки, сборки, контроля», «Распознавание образов и анализ изображений» (утверждены Президентом Российской Федерации 30 марта 2002 года); «Технологии создания и обработки кристаллических материалов», «Технологии создания и обработки полимеров и эластомеров» (утверждены Президентом Российской Федерации 21 мая 2006 года).

Поскольку в будущем следует ожидать появления новых более мощных лазеров, изменения выходных характеристик существующих активных сред, синтеза новых материалов, то изучение электрофизических и теплофизических процессов и явлений при лазерном воздействии на твердые диэлектрики является важным, актуальным и своевременным.

В последнее время наметилась тенденция к расширению совместного использования диэлектриков и мощных лазерных систем. Имеющихся экспериментальных и теоретических данных недостаточно для их разработки. Поэтому актуальной задачей является проведение новых экспериментальных исследований, сопряженных с разработкой также и новых теоретических представлений о воздействии лазерных импульсов различной длительности на поверхность и объем твердых диэлектриков.

Реализация этой задачи положена в основу представленной диссертационной работы.

Цель работы

1. Установить закономерности теплового разрушения и определить оптическую стойкость полиметилметакрилата при облучении его мощными им-пульсно-периодическими потоками света.

2. Определить особенности влияния лазерного облучения различной пиковой и средней мощности, интенсивности и поляризации на электрические свойства органических и неорганических диэлектриков.

3. Установить поверхностные характеристики щелочно-галоидных кристаллов в сильных световых полях.

4. Определить пороги лучевого разрушения поверхности ионных кристаллов фемтосекундными лазерными импульсами.

Научная новизна

1. Обнаружено и изучено изменение диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь после лазерного облучения для широкого класса органических и неорганических материалов.

2. Установлено, что электропроводность диэлектриков после лазерного облучения сначала резко возрастает, затем в течение длительного времени спадает и выходит на постоянное значение (новое или прежнее).

3. Для наносекундных лазерных импульсов с большой частотой следования определены пороговые значения поверхностной плотности мощности излучения для объемного и поверхностного разрушения полиметилметакрилата за счет пиролиза и лучевого пробоя.

4. Для фемтосекундных лазерных импульсов выявлены пороговые значения поверхностной плотности мощности, приводящей к оптическому повреждению поверхности щелочно-галоидных кристаллов.

5. Показано, что разрушение ионных кристаллов в поле лазерного излучения большой интенсивности может быть связано с возникновением областей с отрицательным давлением, приводящим к разрушению поверхности.

6. Измерение порогов пробоя в поле лазерной волны большой интенсивности в объеме и на поверхности ионных кристаллов подтвердило ранее высказанное предположение о сужении запрещенной зоны на поверхности за счет образования поверхностных состояний.

7. Воздействие фемтосекундных лазерных импульсов на ионные кристаллы может приводить к скачкообразному сужению запрещенной зоны диэлектрика и переходу последнего в металлическое состояние.

Методическая новизна

Основные экспериментальные результаты, представленные в работе, получены с использованием 4-х источников лазерного излучения: лазера на парах меди, гелий-неонового лазера, неодимового лазера и лазера на хром-форстерите; при этом последний впервые использовался для решения поставленных задач. В схемах внутрирезонаторной обработки материалов и лазерного микропроектора с усилителем яркости изображения впервые был задействован активный элемент на парах меди ГЛ-202.

Практическая значимость результатов

1. Установлено, что при воздействии импульсов медного лазера с большой частотой следования на полиметилметакрилат пороги пробоя снижаются и вызываются, как тепловым воздействием, так и мощным электромагнитным полем.

2. У широкой группы диэлектриков определены условия изменения электрофизических свойств под действием лазерного излучения.

Предложено создание индикаторов нового типа для измерения энергии, мощности и интенсивности лазерного излучения по изменению электропроводности диэлектриков.

3. Определены особенности влияния лазерного облучения различной пиковой и средней мощности, интенсивности и поляризации на диэлектрические материалы в изделиях электронной техники.

4. Измерены пороги оптического повреждения различных граней поверхности ионных кристаллов фемтосекундными лазерными импульсами.

5. Научные результаты работы: найденные новые физические закономерности и разработанные методики, - используются в учебном процессе (спецкурсы и спецпрактикумы).

Публикации

Основные результаты проведенных исследований опубликованы в 85 печатных работах. В перечне опубликованных работ - 45 статей в центральных научных журналах, рецензируемых научных сборниках и материалах конференций (в том числе 14 — в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора наук), препринт академического института, учебное пособие, 38 тезисов докладов на международных, всесоюзных и всероссийских конференциях.

Связь работы с научными программами и темами

Исследования выполнялись в 2003-2008 годах в рамках программы Президиума РАН «Теплофизика и механика интенсивных импульсных воздействий», комплексной программы исследований Президиума РАН «Теплофизика и механика экстремальных энергетических воздействий», программы ОЭММПУ и программы Президиума РАН «Физика и механика сильно сжатого вещества и проблемы внутреннего строения Земли и планет» и программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Исследование вещества в экстремальных условиях» (подпрограмма «Теплофизика экстремального состояния вещества»).

Апробация работы

Результаты диссертационного исследования докладывались на 31 научной конференции, симпозиуме и семинаре, из которых 24 - международных и 7 -всесоюзных и всероссийских. Основные результаты работы обсуждались на: 5 Всесоюзной конференции «Оптика лазеров» (1987, Ленинград), 6 Всесоюзной конференции по физике диэлектриков (1988, Томск), Международной конференции «Новые методы в физике и механике деформируемого твердого тела» (1990, п. Терскол), 11 Международной конференции «Уравнения состояния вещества» (1996, п. Эльбрус), 12 Международной конференции-школе «Молекулярная спектроскопия высокого разрешения» (1996, Санкт-Петербург), 14 Международной конференции по химической термодинамике (14 IUPAC Int. Conf. On Chemical Thermodynamics) (1996, Osaka, Japan), Международной конференции «Прикладная Оптика - 96» (1996, Санкт-Петербург), 12 Международной конференции «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество» (1997, п. Эльбрус), 6 Международном семинаре по электронным свойствам микросистем металл/неметалл (6-th Int. Workshop Electronic Properties of Metal/Non-Metal Microsystems) (1997, Prague, Czech Republic), 13 Международной конференции «Уравнения состояния вещества» (1998, п. Эльбрус), 14 Международной конференции «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество» (1999, п. Эльбрус), 15 Международной конференции «Уравнения состояния вещества» (2000, п. Эльбрус), 16 Международной конференции «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество» (2001, п. Эльбрус), 12 Международном симпозиуме «Тонкие пленки в электронике» (2001, Харьков, Украина), 17 Международной конференции «Уравнения состояния вещества» (2002, п. Эльбрус), Международном симпозиуме ОМА-2002 (2002, Сочи), Международном симпозиуме ODPO-2002 (2002, Сочи), 18 Международной конференции «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество» (2003, п. Эльбрус), 1 Всероссийском совещании-симпозиуме «Проблемы физики ультракоротких процессов в сильнонеравновесных средах. Эксперимент, теория, компьютерное моделирование» (2003, Новый Афон), Международном симпозиуме ОМА-2003 (2003, Сочи), 19 Международной конференции «Уравнения состояния вещества» (2004, п. Эльбрус), 2 Всероссийском совещании-симпозиуме «Проблемы физики ультракоротких процессов в сильнонеравновесных средах» (2004, Новый Афон), 20 Международной конференции «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество» (2005, п. Эльбрус), 3 Всероссийском совещании-симпозиуме «Проблемы физики ультракоротких процессов в сильнонеравновесных средах» (2005, Новый Афон), Международном симпозиуме ODPO-2005 (2005, Сочи), 21 Международной конференции «Уравнения состояния вещества» (2006, п. Эльбрус), 4 Всероссийском симпозиуме «Проблемы физики ультракоротких процессов в сильнонеравновесных средах» (2006, Новый Афон), 22 Международной конференции «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество» (2007, п. Эльбрус), 5 Всероссийском симпозиуме «Проблемы физики ультракоротких процессов в сильнонеравновесных средах» (2007, Новый Афон), II Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (DFMN-2007) (2007, Москва), 23 Международной конференции «Уравнения состояния вещества» (2008, п. Эльбрус).

Основные защищаемые положения

1. Облучение органических и неорганических диэлектриков лазерным излучением приводит к изменениям электрических характеристик материалов, способствует на длительное время активизации дипольно-групповой и сегментальной подвижности, значительно меняет их поверхностную и объемную проводимость.

2. Под действием мощных лазерных импульсов с большой частотой повторения происходит разрушение поверхности полиметилметакрилата в результате пиролиза; возникают устойчивые тепловые линзы, появляются треки лучевого разрушения.

3. Критическая напряженность поля оптического повреждения ИК-лазерными импульсами с длиной волны 1.24 мкм и длительностью 80 фс поверхности ионных кристаллов находится в диапазоне 70-80 МВ/см. Порог оптического повреждения грани (110) хлорида натрия в 1.5-2 раза выше, чем порог повреждения грани (100).

Личный вклад автора в работу

Автор непосредственно участвовал в постановке целей и задач работы, планировании, подготовке и проведении всех экспериментов; обсуждении, анализе и интерпретации полученных данных, проведении математического моделирования, формулировке научных выводов.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка цитированной литературы и приложения. Диссертация изложена на 301 странице, содержит 34 таблицы и 93 рисунка. Список использованной литературы включает 306 наименований. Приложение изложено на 11 страницах.

ВЫВОДЫ ИЗ РАБОТЫ

1. Обнаружено изменение электрических характеристик твердых диэлектрических материалов под действием лазерного излучения, которое может иметь обратимый характер или стать необратимым.

Определено влияние интенсивности лазерного импульса на характер изменения электрических параметров.

2. Измерены температурные зависимости электрических параметров облученных полимеров. Обнаружена активизация дипольно-групповой и сегментальной подвижности органических диэлектриков.

Показано, что наблюдаемые эффекты можно объяснить возникновением классического электретного состояния: рассасыванием свободного заряда через объем и разрушением остаточной поляризации.

3. Изучены процессы повреждения поверхности и объема полиметилметак-рилата импульсно-периодическим излучением с большой частотой следования за счет лазерно-индуцированного теплового пробоя.

Получено, что сканирование сфокусированного излучения по объему по-лиметилметакрилата дает канал термодеструкции диаметром равным размеру перетяжки лазерного пучка.

4. Исследовано образование устойчивой тепловой линзы, которая может возникать в объеме полиметилметакрилата при воздействии импульсно-периодического лазерного излучения с большой частотой следования, поверхностной плотностью средней мощности излучения порядка 3.3 кВт/см" и поверхностной плотностью импульсной мощности излучения порядка 60 МВт/см . В области визуализированной тепловой линзы регистрируется трек лучевого разрушения.

Найдено, что порог многоимпульсного пробоя полиметилметакрилата лазерными импульсами длительностью 20 не в области 33 + 3 мкм достигается при критической напряженности поля 270 ± 40 кВ/см.

5. Впервые экспериментально в сильных лазерных полях подтверждена теоретическая модель сужения запрещенной зоны на поверхности ионных диэлектриков.

6. Показано, что разрушение ионных кристаллов в поле лазерного излучения большой интенсивности может быть связано с возникновением областей с отрицательным давлением, приводящим к разрушению поверхности. Это подтверждено экспериментом, в котором порог лучевого пробоя поверхности хлорида калия высокого качества оказался выше порога пробоя объема.

7. Впервые измерены пороги оптического повреждения поверхности грани (100) ионных кристаллов инфракрасными лазерными импульсами с длиной волны 1.24 мкм и длительностью 80 фс. Показано, что критическая напряженность поля составляет величину 76 МВ/см - для хлорида натрия, 64 МВ/см -для хлорида калия и 80 ± 10 МВ/см - для йодида калия.

Предложена модель разрушения поверхности фемтосекундными лазерными импульсами, основанная на заполнении зоны проводимости электронами, возникающими за счет ударной ионизации, схлопывании запрещенной зоны, поглощении излучения металлическим зародышем, прогреве поверхностного слоя и абляции.

1. Ильинский Ю.А., Келдыш JI.B. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. М.: Изд-во МГУ, 1989. 304 с.

2. Делоне Н.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. 280 с.

3. Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов. М.: Мир, 1986. 504 с.

4. Воздействие концентрированных потоков энергии на материалы / Под ред. Н.Н. Рыкалина. М.: Наука, 1985. 246 с.

5. Шиганов И.Н., Федоров Б.М. Технология обработки концентрированными потоками энергии / Под ред. А.Г. Григорьянца. М.: Изд-во МГТУ, 1991. 52 с.

6. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989. 304 с.

7. Промышленное применение лазеров / Под ред. Г. Кёбнера. М.: Машиностроение, 1988. 280 с.

8. Новицки М. Лазеры в электронной технологии и обработке материалов. М.: Машиностроение, 1981. 152 с.

9. Страховский Г.М., Успенский А.В. Основы квантовой электроники. М.: Высшая школа, 1973. 312 с.

10. Летохов B.C., Чеботаев В.П. Принципы нелинейной лазерной спектроскопии. М.: Наука, 1975. 280 с.

11. Лазерная и когерентная спектроскопия / Под ред. Дж. Стейнфельда. М.: Мир, 1982. 629 с.

12. Летохов B.C. Нелинейные селективные фотопроцессы в атомах и молекулах. М.: Мир, 1983. 408 с.

13. Демтредер В. Лазерная спектроскопия. М.: Наука, 1985. 608 с.

14. Стенхольм С. Основы лазерной спектроскопии. М.: Мир, 1987. 312 с.

15. Дробышев А.И. Основы атомного спектрального анализа. СПб: Изд-во С.-Петербург, ун-та, 2000. 200 с.

16. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1973. 502 с.

17. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1974. 750 с.

18. Берестецкий В.Б., Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Квантовая электродинамика. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1980. 704 с.

19. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1982. 620 с.

20. Делоне Н.Б., Крайнов В.П. Нелинейная ионизация атомов лазерным излучением. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. 312 с.

21. Келдыш Л.В. Ионизация в поле сильной электромагнитной волны // Журн. эксперимент, и теоретич. физики. 1964. Т. 47. № 5. С. 1945-1957.

22. Рэди Дж. Действие мощного лазерного излучения / Под ред. С.И. Анисимова. М.: Мир, 1974. 468 с.

23. Виноградов Б.А. Лазерная деструкция полимеров. Владивосток: Даль-наука, 1995. 201 с.

24. Виноградов Б.А., Гавриленко В.Н., Либенсон М. Н. Теоретические основы воздействия лазерного излучения на материалы. Благовещенск: Изд-во Благовещ. Педагог, ин-та, 1993. 344 с.

25. Григорьянц А.Г., Соколов А.А. Лазерная обработка неметаллических материалов / Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 4. М.: Высшая школа, 1988. 191 с.

26. Григорьянц А.Г., Казарян М.А., Лябин Н.А. Лазеры на парах меди: конструкция, характеристики и применение. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. 312 с.

27. Новиков Н.П. Разрушение прозрачных аморфных полимеров под воздействием лазерного излучения с длиной световой волны 0.69 и 1.06 мкм // Сборник статей «Структура и свойства полимерных материалов». Рига, 1979. С. 160-192.

28. Чмель А.Е., Лексовская Н.П., Кондырев A.M. Морфология лазерного разрушения поверхности полимера//Поверхность. 1987. № 1. С. 59-62.

29. Глауберман Г.Я., Пилипецкий Н.Ф., Саванин С.Ю. и др. Связь разрушения полимеров с частотой следования лазерных импульсов // Квантовая электроника. 1989. Т. 16. № 5. С. 1038-1041.

30. Бартенев Г.М., Зеленев Ю.В. Физика и механика полимерных материалов. М.: Высшая школа, 1983. 392 с.

31. Губанов А.И., Чевыгелов А.Д. К теории разрывной прочности твердых полимеров // Физика твердого тела. 1962. № 4. С. 928-933.

32. Савин Е.С., Бартенев Г.М. Разрушение полимеров, содержащих елабые химические связи // Высокомол. соединения (сер. А). 1986. № 11. С. 2388-2393.

33. Ораевский А.Н. Лазеры в химии // Вестник АН СССР. 1982. № 6. С. 132-139.

34. Бункин Ф.В., Кириченко Н.А., Лукъянчук Б.С. Неравновесные процессы в лазерной макрокинетике // Вестник АН СССР. 1987. № 12. С. 58-72.

35. Коротеев Н.И., Шумай И.Л. Физика мощного лазерного излучения. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1991. 312 с.

36. Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики / Под ред. С.А. Ахманова. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. 560 с.

37. Маненков А.А., Прохоров A.M. Лазерное разрушение прозрачных твердых тел // Успехи физич. наук. 1986. Т. 148. № 1. С. 179-211.

38. Андреев В.Г., Уляков П.И. Термоупругое разрушение прозрачных сред излучением оптических квантовых генераторов // Инженерно-физич. журн. 1968. № 6. С. 1093-1099.

39. Маненков А.А. Проблемы физики взаимодействия мощного лазерного излучения с прозрачными твердыми телами в области сверхкоротких импульсов //Квантоваяэлектроника. 2003. Т. 33. № 7. С. 639-644.

40. Колдунов М.Ф., Маненков А.А., Покотило И.Л. Механическое разрушение прозрачных твердых тел лазерными импульсами разной длительности // Квантовая электроника. 2002. Т. 32. № 4. С. 335-340.

41. Колдунов М.Ф., Маненков А.А., Покотило И.Л. Эффективность различных механизмов лазерного разрушения прозрачных твердых тел // Квантовая электроника. 2002. Т. 32. № 7. С. 623-228.

42. Колдунов М.Ф., Маненков А.А., Хапланова Н.Е. и др. Подавление эффекта накопления в полимерных материалах, модифицированных низкомолекулярными добавками // Квантовая электроника. 1989. Т. 19. № 12. С. 2526-2529.

43. Колдунов М.Ф., Маненков А.А., Покотило И.Л. Термоупругий и абляционный механизм лазерного повреждения поверхности прозрачных твердых тел // Квантовая электроника. 1998. Т. 28. № 3. С. 277-281.

44. Кравченко Я.В., Маненков А.А., Матюшин Г.А. Высокоэффективные полимерные лазеры на красителях ксантенового ряда // Квантовая электроника. 1996. Т. 26. № 12. С. 1075-1076.

45. Дюмаев К.М., Маненков А.А., Маслюков А.П. и др. Взаимодействие лазерного излучения с оптическими полимерами // Труды ин-та общей физики АН СССР. Т.ЗЗ. М.: Наука, 1991. 143 с.

46. Бутенин А.В., Коган Б.Я. Механизм лазерного разрушения полимерных материалов//Квантовая электроника. 1986. Т.13. № 10. С. 2149-2151.

47. Генкин В.Н., Извозчикова В.А., Китай М.С. и др. Лазерное разрушение пластифицированного ПММА // Квантовая электроника. 1985. Т. 12. № 11. С. 2282-2289.

48. Дюмаев К.М., Маненков А.А., Маслюков А.П. и др. Механизм оптического пробоя и разрушение прозрачных полимеров // Известия АН СССР. Сер. Физич. 1985. № 6. С. 1085-1095.

49. Веттергень В.И., Еронько С.Б., Еремеева Е.П. и др. Распад молекулярных цепей при нерезонансном взаимодействии полимера с оптическим излучением // Журн. прикладной спектроскопии. 1984. № 1. С. 125-128.

50. Чмель А.Е., Кондырев A.M., Смирнова З.А. Влияние молекулярной массы полимеров на их устойчивость к действию лазерного излучения // Высо-комол. соединения (сер. А). 1986. № 2. С. 251-253.

51. Бондар М.В., Пржонская О.В., Тихонов Е.А. Особенности лазерного разрушения эластичных полимеров // Журн. технич. физики. 1988. Т. 58. № 3. С. 514-519.

52. Сверхкороткие световые импульсы / Под ред. С.М. Шапиро.М.: Мир, 1981.480 с.

53. Вершинин Ю.Н. Электронно-тепловые и детонационные процессы при электрическом пробое твердых диэлектриков. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 258 с.

54. Said А.А., Xia Т., Degoriu A., Hagan D.J., Soileau V.J., Van Stryland E.W., Mohebi M. Measurement of the optical damage threshold in fused quartz // Appl. Opt. 1995. V.34. No 13. P. 3374-3376.

55. Глебов Л.Б., Ефимов O.M., Либенсон M.H. и др. Новые представления о собственном оптическом пробое прозрачных диэлектриков // Доклады АН СССР. 1986. Т. 287. №5. С. 1114-1118.

56. Клементьев А.Д., Морозов Н.В., Сагитов С.И. и др. Лучевая прочность поверхности оптических материалов и зеркал на длинах волн 248 и 193 нм // Квантовая электроника. 1986. Т. 13. № Ю. С. 2141-2144.

57. Маненков А.А., Матюшин Г.А., Нечитайло B.C. и др. К механизму эффекта накопления в лазерном разрушении полимеров: возникновение макроразрушения вследствие ионизационной волны поглощения // Квантовая электроника. 1984. Т. 11. № 4. С. 839-841.

58. Маненков А.А., Матюшин Г.А., Нечитайло B.C. и др. Об эффекте накопления в лазерном разрушении оптических материалов // Известия АН СССР. Сер. Физич. 1988. № 9. С. 1788-1796.

59. Вапник В.Н., Данилейко Ю.К., Лебедева Т.П. и др. Численное моделирование лазерного разрушения полимерных материалов // Квантовая электроника. 1987. Т. 14. № 2. С. 295-299.

60. Бебчук А.С., Громов Д.А., Нечитайло B.C. Мера дефектности поверхности и оптическая прочность прозрачных диэлектриков // Квантовая электроника. 1976. Т. 3. №> 8. С. 1814-1816.

61. Алдошин М.И., Маненков А.А., Нечитайло B.C. и др. Частотная и размерная зависимость порога лазерного разрушения прозрачных полимеров // Журн. технич. физики. 1979. № 11. С. 2498-2499.

62. Воробьев Г.А. Диэлектрические свойства электроизоляционных материалов. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1984. 127 с.

63. Fietcher Т. Efficient ablation of an organic polymer by a laser driven shock wave // J. Appl. Phys. 1993. V.73. No 10. Pt 1. P. 5292-5294.

64. Иванов B.B., Михайлов Ю.А., Осетров В.П., и др. Поверхностная лучевая прочность оптических и лазерных стекол для пикосекундных лазерных импульсов // Квантовая электроника. 1995. Т. 22. № 6. С. 589-592.

65. Von der Linde D., Schuler H. Breakdown threshold and plasma formation in femtosecond laser-solid interaction // J. Opt. Soc. Am. B. 1996. V. 13. No 1. P. 216-222.

66. Воробьев Г.А, Свойства диэлектриков: Томск: Изд-во Томск, гос. унта систем управления и радиоэлектроники, 2002. 127 с.

67. Рез И.С., Поплавко Ю.М. Диэлектрики. Основные свойства и применение в электронике. М.: Радио и связь, 1989. 288 с.

68. Сажин Б.И., Лобанов A.M., Романовская О.С. и др. Электрические свойства полимеров / Под ред. Б.И. Сажина. Л.: Химия. Ленинград, отд-ние, 1986. 224 с.

69. Электрические свойства полимеров / Под ред. Б.И. Сажина. Л.: Химия,1977.192 с.

70. Диэлектрики и радиация: В 6 кн./ Под общ. ред. Н.С. Костюкова. Кн. 5: Диэлектрические свойства полимеров в полях ионизирующих излучений / А.П. Тютнев, B.C. Саенко, Е.Д. Пожидаев и др. М.: Наука, 2005. 453 с.

71. Диэлектрики и радиация: в 4 кн. / Под общ. ред. Н.С. Костюкова. Кн. 2: в и tgS при облучении / Костюков Н.С., Лукичев А.А., Муминов М.И. и др. М.: Наука, 2002. 326 с.

72. Канель Г.И., Разоренов С.А., Уткин А.В. и др. Ударно-волновые явления в конденсированных средах. М.: Янус-К, 1996. 408 с.

73. Ударные волны и экстремальные состояния вещества / Под ред. В.Е. Фортова, Л.В. Альтшулера, Р.Ф. Трунина и др. М.: Наука, 2000. 425 с.

74. Минин И.В., Минин О.В. О лазерной генерации сильных ударных волн // Воздействие мощных потоков энергии на вещество / Под ред. В.Е. Фортова и Е.А. Кузменкова. М., 1992. С. 222-225.

75. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Статистическая физика. 4.2. Теория конденсированного состояния. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1978. 448 с.

76. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Физматгиз, 1963. 696 с.

77. Воробьев А.А. Физические свойства ионных кристаллических диэлектриков. Кн. 1. Томск: изд-во Томск, ун-та, 1960. 231 с.

78. Воробьев А.А. Механические и тепловые свойства щелочно-галоидных кристаллов. М.: Высшая школа, 1968. 272 с.

79. Физика щелочно-галоидных кристаллов: Тр. II Всесоюз. совещания, Рига: Изд-во Латвийского ун-та, 1962. 548 с.

80. Кузнецов В.Д. Поверхностная энергия твердых тел. М.: ГИТТЛ, 1954. 220 с.

81. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. М.: Наука, 1976. 478 с.

82. Темроков А.И. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение твердых тел. Автореф. докт. дис. Д.: Изд-во Ленинград, ун-та, 1982. 31 с.

83. Дэвисон С., Левин Дж. Поверхностные (таммовские) состояния / Под ред. Д.А. Киржница. М.: Мир, 1973. 232 с.

84. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела / Под ред. Ф.Ф. Волькенштейна. М.: Мир, 1980. 488 с.

85. Гиббс Д.В. Термодинамические работы. М.: Изд-во иностр. лит., 1953. 360 с.

86. Ухов В.Ф., Кобелева P.M., Дедков Г.В. и др. Электронно-статистическая теория металлов и ионных кристаллов. М.: Наука, 1982. 104 с.

87. Таова Т.М., Темроков А.И., Кишуков А.Ю. О предельной оптической прочности диэлектриков // Воздействие мощных потоков энергии на вещество: Сборник статей / Под ред. В.Е. Фортова и Е.А. Кузменкова. М., 1992. С. 66-77.

88. Москалев В.А. Теоретические основы оптико-физических исследований. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. 318 с.

89. Структурные фазовые переходы в кристаллах под воздействием высокого давления / Под ред. К.С. Александрова. Новосибирск: Наука, 1982. 140 с.

90. Твердые тела под высоким давлением / Под ред. В. Пола, Д. Варшау-эра. М.: Мир, 1984. 386 с.

91. Знаменский B.C., Зильберман П.Ф., Савинцев А.П. и др. Характеристики контактного плавления при моделировании ионных систем методом молекулярной динамики с потенциалами по Полингу и Фуми-Този // Неорганические материалы. 1994. Т.ЗО. № 4. С. 514-516.

92. Стариков С.В., Стегайлов В.В. Поверхностное плавление железа при высоком давлении в условиях контакта с аморфным аргоном // Физика экстремальных состояний вещества-2008: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фор-това и др. Черноголовка, 2008. С. 56-58.

93. Дитчберн Р. Физическая оптика. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1965. 632 с.

94. Мартин JI. Техническая оптика. М.: Гос. изд. физ.-мат. лит., 1960. 424 с.

95. Bahk S., Ronsseau P., Planchon Т. et al. Generation and characterization of22 2the highest laser intensities (10 W/cm ) // Postdeadline paper in Technical Digest of CLEO/IQEC 2004, San Francisco, CA, USA, 2004. 45 p.

96. Фриш С.Э. Оптические методы измерения. 4.2. JI.: Изд-во Ленингр. унта, 1980. 228 с.

97. Петраш Г.Г. Лазеры на парах металлов // Справочник по лазерам / Под ред. акад. A.M. Прохорова: В 2 т. М. 1978. Т.1. С. 183-197.

98. Шиа Д.О., Коллен Р., Роде У. Лазерная техника. М.: Атомиздат, 1980. 256 с.

99. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике. М.: Наука, 1983. 320 с.

100. Звелто О. Физика лазеров. М.: Мир, 1979. 375 с.

101. Агранат М.Б., Ашитков С.И., Иванов А.А. и др. Тераваттная фемто-секундная лазерная система на хром-форстерите // Квантовая электроника. 2004. Т. 34. № 6. С. 506-508.

102. Агранат М.Б., Анисимов С.И., Ашитков С.И. и др. О механизме поглощения фемтосекундных лазерных импульсов при плавлении и абляции Si и GaAs // Письма в журн. технич. физики. 2006. Т. 83. Вып. 11. С. 592-595.

103. Савинцев А.П. Ионные диэлектрики в поле фемтосекундных лазерных импульсов // Физика экстремальных состояний вещества-2005: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2005. С. 32-34.

104. Савинцев А.П. Хлорид натрия в поле фемтосекундных лазерных импульсов // Физика экстремальных состояний вещества-2006: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2006. С. 175-177.

105. Савинцев А.П., Созаев В.А., Шидов Х.Т. Изучение структуры алмазопо-добных пленок на кремнии с использованием лазерного микроскопа // Письма в журн. технич. физики. 2001. Т. 27. № 19. С. 49-52.

106. Савинцев А.П. Определение параметров инверсии в активных средах на парах меди // Тез. докл. Всесоюз. совещ. «Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах». Ч. 1. Томск, 1986. С. 131-132.

107. Савинцев А.П. Микропроектор с усилителем яркости в исследованиях физики и механики органических диэлектриков // Тез. докл. научно-техн. конф. «Молодежь народному хозяйству». Нальчик, 1988. С. 115-116.

108. Савинцев А.П. Усилители света на парах меди в исследованиях твердотельных органических диэлектриков / Каб.-Балк. ун-т. Нальчик, 1989. 7 с. Деп. в ВИНИТИ 20.12.1989, № 7558 В 89.

109. Savintsev A., Temrokov A., Kunigev В. et al. Influence of light of active media on characteristics of polymers //14 IUPAC Int. Conf. On Chemical Thermodynamics. Osaka, Japan, 1996. P. 473.

110. Savintsev A., Temrokov A. Optical systems with laser amplifiers of brilliancy of the image in works with optical-transparent dielectrics // Ext. abs. Int. Conf. On Applied Optics 96. St. Petersburg, Russia, 1996. P. 239.

111. Liev A., Savintsev A. Spectroscopy and definition of parameters of various polymorphous form of dyes // Тез. докл. 12 Межд. конф.-школы «Молекулярная спектроскопия высокого разрешения». СПб, 1996. С. 95.

112. Савинцев А.П., Созаев В.А., Шидов Х.Т. Изучение микроструктуры алмазоподобных пленок на кремнии методом лазерной проекционной микроскопии // Тр. 12 Межд. симп. «Тонкие пленки в электронике». Харьков, 2001. С. 151-152.

113. Савинцев А.П. Исследования органических диэлектриков с использованием лазерных усилителей света // Вестник КБГУ. Серия: Физические науки. Вып. 5, 2000. С. 53-55.

114. Савинцев А.П. Лучевой пробой ПММА излучением активной среды на парах меди // Физика экстремальных состояний вещества-2006: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2006. С. 177-179.

115. Савинцев А.П. Активные среды: Учебное пособие. Нальчик, 2004. 48 с.

116. Савинцев А.П. Усиление лазерных импульсов в активной среде на парах меди // Тез. докл. 2 Всерос. совещ.- симпозиума «Проблемы физики ультракоротких процессов в неравновесных средах». Черноголовка, 2004. С. 6.

117. Лябин Н.А., Чурсин А.Д., Угольников С.А. и др. Разработка, производство и применение отпаянных лазеров на парах меди и золота // Квантовая электроника. 2001. Т. 31. №3. С. 191-202.

118. Лябин Н.А., Зубов В.В., Чурсин А.Д. Активный элемент на парах меди для мощных лазерных систем типа генератор-усилитель // Квантовая электроника. 1990. Т.17. № 1. С. 28-31.

119. Карпухин В.Т., Маликов М.М. Лазерный усилитель на самоограниченных переходах с повышенной пиковой мощностью импульса излучения // Квантовая электроника. 2003. Т.ЗЗ. № 5. С. 411-415.

120. Батенин В.М., Бучанов В.В., Казарян М.А. и др. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов. М.: Научная книга, 1998. 544 с.

121. Астаджоков Д.Н., Вучков Н.К., Земсков К.И. и др. Активные оптические системы с усилителем на парах бромида меди // Квантовая электроника. 1988. Т. 15. №4. С. 716-719.

122. Калугин М.М., Кузьминова Е.Н., Потапов С.Е. Исследование усиления активных сред на переходах атомов меди // Квантовая электроника. 1981. Т. 8. №5. С. 1085-1089.

123. Казарян М.А., Матвеев В.М., Петраш Г.Г. Проекционная система с усилителем яркости и автономным источником освещения // Известия АН СССР. Сер.Физич. 1982. № 10. С. 1898-1904.

124. Опачко И.И., Шевера B.C., Воронюк Л.В. и др. Исследование усилительных характеристик активной среды лазера на парах меди при низких входных сигналах//Украинский физич. журнал. 1986. № 1. С. 40-43.

125. Радциг А.А., Смирнов Б.М. Параметры атомов и атомных ионов. М.: Энергоатомиздат, 1986. 344 с.

126. Петраш Г.Г. Импульсные газоразрядные лазеры // Успехи физич. наук. 1971. Т. 105. № 4. С. 645-676.

127. Гудзенко Л.И., Яковенко С.И. Плазменные лазеры. М.: Атомиздат, 1978. 256 с.

128. Yin Xianhya, Liang Baogen, Tao Yongxiang Investigation of the gain of copper vapor laser// Гуапсюэ суэбао = Acta opt. Sin. 1988. V. 8. No 3. P. 257-260.

129. Солдатов A.H., Соломонов В.И Газоразрядные лазеры на самоограниченных переходах в парах металлов. Новосибирск: Наука, 1985. 152 с.

130. Петраш Г.Г. Усилители яркости для оптических приборов // Вестник АН СССР. 1987. № 2. С. 66-75.

131. Долгаев С.И., Лялин А.А., Симакин А.В. и др. Лазерно-стимулированное травление сапфира излучением лазера на парах меди // Квантовая электроника. 1996. Т. 23. № 1. С. 67-70.

132. Земсков К.И., Исаев А.А., Петраш Г.Г. Роль отрицательных ионов в плазме импульсных лазеров на парах меди и их соединений // Квантовая электроника. 1997. Т.24. № 7. С. 596-600.

133. Петраш Г.Г. Об ограничении частоты повторения импульсов в лазере на парах меди, связанном с предимпульсной плотностью электронов // Квантовая электроника. 2001. Т.31. № 5. С. 407-411.

134. Бойченко A.M., Яковленко С.И. Критические предымпульсные плотности электронов и метастабилей в лазерах на парах меди // Квантовая электроника. 2002. Т.32. № 2. С. 172-178.

135. Петраш Г.Г. Влияние предымпульсной плотности электронов и населенности нижнего лазерного уровня на достижимую частоту повторения импульсов в лазере на парах меди // Квантовая электроника. 2002. Т.32. № 2. С. 179-182.

136. Полунин Ю.П., Юдин Н.А. Управление характеристиками излучения лазера на парах меди // Квантовая электроника. 2003. Т.ЗЗ. № 9. С. 833-835.

137. Беляев В.П., Зубов В.В., Лесной М.А. и др. Применение активных элементов импульсных лазеров на парах меди в технологическом оборудовании для контроля изделий электронной техники // Электронная промышленность. 1981. Вып. 5-6. С. 82-83.

138. Лесной М.А. Влияние теплового режима лазера на парах меди на мощность генерации //Квантовая электроника. 1988. Т.15. № 7. С. 1395-1397.

139. Исаев А.А., Кнайпп X., Ренч М. Спонтанное излучение и температура газа в импульсном лазере на парах меди // Квантовая электроника. 1983. Т. 10. № 5. С. 967-973.

140. Зубов В.В., Лябин Н.А., Чурсин А.Д. Эффективная система генератор-усилитель на основе активных элементов на парах меди // Квантовая электроника. 1986. Т. 13. № 12. С. 2431-2436.

141. Зубов В.В., Лябин Н.А., Чурсин А.Д. Лазер на парах меди с высокостабильным однопучковым излучением и управляемой расходимостью // Квантовая электроника. 1988. Т.15. № 10. С. 1947-1954.

142. Дмитриев В.Г. Нелинейная оптика и обращение волнового фронта. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 256 с.

143. Земсков К.И., Казарян М.А., Матвеев В.М. и др. Контраст изображения в лазерном проекционном микроскопе // Квантовая электроника. 1983. Т. 10. №2. С. 336-341.

144. Карпухин В.Т., Климовский И.И., Маликов М.М. и др. Особенности формирования цвета изображения в проекционном микроскопе на основе лазера на парах меди с неустойчивым резонатором и призмой Глана // Квантовая электроника. 2004. Т.34. № 6. С. 583-588.

145. Земсков К.И., Исаев А.А., Казарян М.А. и др. Лазерный проекционный микроскоп //Квантовая электроника. 1974. Т.1. № 1. С. 14-15.

146. Земсков К.И., Исаев А.А., Казарян М.А. и др. Исследование основных характеристик лазерного проекционного микроскопа // Квантовая электроника. 1976. Т.З. № 1.С. 35-43.

147. Беляев В.П., Зубов В.В., Исаев А.А. и др. Пространственные, временные и энергетические характеристики излучения лазера на парах меди // Квантовая электроника. 1985. Т. 12. № 1. С. 74-79.

148. Исаев А.А., Леммерман Г.Ю. Импульсный лазер на парах бария в режиме саморазогрева//Квантовая электроника. 1985. Т.12. № 1. С. 68-73.

149. Исаев А.А., Леммерман Г.Ю., Петраш Г.Г. Тепловой режим и характеристики генерации саморазогревного лазера на парах меди // Квантовая электроника. 1986. Т.13. № 5. С. 1034-1037.

150. Земсков К.И., Казарян М.А., Петраш Г.Г. и др. Формирование лазерного пучка при внутрирезонаторной обработке объектов // Квантовая электроника. 1986. Т.13. № 10. С. 2096-2101.

151. Савинцев А.П. Обработка диэлектрических материалов излучением активного элемента на парах меди ГЛ-202 // Вестник КБГУ. Серия: Физические науки. Вып. 11, 2008. С. 54-57.

152. Земсков К.И. Усилители яркости изображения в проекционных оптических системах: Автореф. дис. канд. физ-мат. наук. М., 1984. 19 с.

153. Беляев В.П., Бурмакин В.А., Былкин В.И. и др. Установка визуального контроля интегральных схем с лазерным проектором // Электронная промышленность. 1976. Вып. 5. С. 39-40.

154. Земсков К.И., Казарян М.А., Петраш Г.Г. Оптические системы с усилителями яркости // Успехи физических наук. 1978. Т. 126. № 4. С. 695-696.

155. Земсков К.И., Казарян М.А. Малогабаритная проекционная система с усилителем яркости // Приборы и техника эксперимента. 1978. № 6. С. 207.

156. Земсков К.И., Казарян М.А., Петраш Г.Г. и др. Проекционная система с усилителем яркости на парах хлорида меди // Квантовая электроника. 1979. Т.6. № 2. С. 391-394.

157. Земсков К.И., Казарян М.А., Савранский В.В. и др. Лазерный проекционный микроскоп в проходящем свете // Квантовая электроника. 1979. Т.6. № 11. С. 2473-2476.

158. Лабораторные оптические приборы / Под ред. Л.А. Новицкого. М.: Машиностроение, 1979. 448 с.

159. Бонке Г., Кнюпфер Г., Бремер Р. Новые школьные и лабораторные микроскопы из Ратенова// Йенское обозрение. 1985. № 1. С. 24-29.

160. Гвоздева Н.П., Коркина К.И. Теория оптических систем и оптические измерения. М.: Машиностроение, 1981. 348 с.

161. Прикладная оптика / Под ред. З.П. Заказного. М.: Машиностроение, 1988.312 с.

162. Марешаль А., Франсон М. Структура оптического изображения. М.: Мир, 1964. 295 с.

163. ЛандсбергГ.С. Оптика. М.: Физматлит, 2006. 848 с.

164. Земсков К.И., Казарян М.А., Люксютов С.Ф. и др. Голографический предусилитель для квантового усилителя // Письма в журн. эксперимент, и тео-рет. физики. 1988. Т. 48. № 4. С. 187-189.

165. Вайланд Г. Пять лет «IENA MIKROSKOPE-250-CF» // Йенское обозрение. 1987. № 1. С. 11.

166. Беляев В.П., Зубов В.В., Камальдинов НА. и др. Эффективный излучатель на парах меди // Электронная промышленность. 1984. Вып. 10. С. 28-30.

167. Ананьев Ю.А. Оптические резонаторы и проблема расходимости лазерного излучения. М.: Наука, 1979. 328 с.

168. Земсков К.И., Исаев А.А., Казарян М.А. и др. Применение неустойчивых резонаторов для получения дифракционной расходимости излучения импульсных газовых лазеров с большим усилением // Квантовая электроника. 1974. Т. 1. № 4. С. 863-869.

169. Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г. и др. Процесс формирования выходного пучка в импульсном газовом лазере с неустойчивым резонатором // Квантовая электроника. 1977. Т. 4. № 6. С. 1325-1335.

170. Земсков К.И., Казарян М.А., Матвеев В.М. и др. Лазерная обработка объектов с одновременным визуальным контролем в системе генератор-усилитель на парах меди // Квантовая электроника. 1984. Т. 11. № 2. С. 418-420.

171. Солимено С., Крозиньяни Б., Ди Порто П. Дифракция и волноводное распространение оптического излучения. М.: Мир, 1989. 664 с.

172. Земсков К.И., Казарян М.А., Петраш Г.Г. и др. Внутрирезонаторная обработка объектов в активной оптической системе // Краткие сообщения по физике. 1988. № 5. С. 30-32.

173. Бондар М.В., Пржонская О.В., Романов А.Г. и др. Полимерный лазер на красителях с частотой повторения 10 кГц // Журн. технич. физики. 1986. Т. 56. № 12. С. 2405-2407.

174. Савинцев А.П. Влияние фототравления на свойства полимерных материалов // Тез. докл. Всесоюз. совещ. по биологически активным полимерам, Нальчик, 1988. С. 106.

175. Бейтуганов М.Н., Ведерникова A.JL, Ерижоков В.А. и др. Влияние электромагнитного воздействия на электрические свойства некоторых диэлектриков // Тез. докл научно-техн. конф. «Молодежь народному хозяйству». Нальчик, 1988. С. 143-144.

176. Савинцев А.П. Отклик диэлектрика на излучение усилителя света: Дис. . канд. физ.-мат. наук. Нальчик, 1989. 210 с.

177. Савинцев А.П., Темроков А.И., Кунижев Б.И. и др. Влияние излучения активной среды на электрические параметры диэлектриков // Тез. докл. 11 Межд. конф. «Уравнения состояния вещества». Нальчик, 1996. С. 19-20.

178. Савинцев А.П. Воздействие излучения активной среды на органические диэлектрики // Известия вузов. Физика. 2001. Т. 44. № 7. С. 57-61.

179. Савинцев А.П. Влияние лазерного облучения на состояние органических диэлектриков // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2001. № 4. С. 85-87.

180. Савинцев А.П., Темроков А.И. Влияние лазерного облучения на диэлектрические потери и проницаемость органических диэлектриков // Физика и химия обработки материалов. 2002. № 2. С. 9-11.

181. Савинцев А.П., Темроков А.И. Воздействие импульсно-периодического лазерного излучения на поливинилхлорид // Теплофизика высоких температур. 2002. Т. 40. № 4. С. 558-562.

182. Савинцев А.П., Темроков А.И. Влияние неполяризованного лазерного излучения на органические диэлектрики // Химия высоких энергий. 2002. Т. 36. №5. С. 381-385.

183. Справочник по электроизмерительным приборам / Под ред. К.К. Илюхина. Л.: Энергоатомиздат, 1983. 784 с.

184. Тарутина Л.И., Позднякова Ф.О. Спектральный анализ полимеров. Л.: Химия, 1986.248 с.

185. Таблицы физических величин / Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.

186. Рабинович А.В., Хавин З.Я. Краткий справочник химика. М.: Химия, 1978. 392 с.

187. Енохович А.С. Справочник по физике и технике. М.: Просвещение, 1989. 225 с.

188. Васильев В.А., Яхонтова В.Е. Элементарные методы обработки результатов измерений. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1977. 72 с.

189. Савинцев А.П., Темроков А.И. Действие лазерного излучения на электрические параметры диэлектриков // Вестник КБГУ. Серия: Физические науки, Вып. 3, 1999. С. 22-24.

190. Савинцев А.П. Действие поляризованного лазерного излучения на ПММА // Физика экстремальных состояний вещества-2003: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2003. С. 29-30.

191. Савинцев А.П. Влияние поляризованной лазерной засветки на ПММА // Тез. докл. 18 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 2003. С. 28.

192. Савинцев А.П. Механизмы лазерно-диэлектрического эффекта // Физика экстремальных состояний вещества-2008: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2008. С. 182-185.

193. Савинцев А.П. Влияние лазерного облучения на электрические характеристики диэлектриков // Тез. докл. 23 Межд. конф. «Уравнения состояния вещества». Черноголовка, 2008. С. 151-152.

194. Тагер А.А. Физикохимия полимеров. М.: Химия, 1978. 544 с.

195. Костин В.В., Кунижев Б.И., Савинцев А.П. и др. Разрушение твердотельных мишеней лазерным импульсом: Препринт Института высоких температур РАН. М., 1996. 16 с.

196. Костин В.В., Кунижев Б.И., Савинцев А.П. и др. Действие мощных лазерных импульсов на ПММА // Тез. докл. 12 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Сергиев Посад, 1997. С. 29-32.

197. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. О возможности смены знака поверхностной энергии ионных диэлектриков при высоких давлениях // Доклады РАН. 2005. Т. 404. № 3. С. 333-335.

198. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. Об аномальном поведении поверхностных характеристик некоторых ионных кристаллов при высоких давлениях//Доклады РАН. 2008. Т.419. № 2. С. 179-183.

199. Ерофеев М.В., Калин А.А., Моисеев В.А. Пороговые явления при лазерном моделировании высокоскоростного соударения // Воздействие мощныхпотоков энергии на вещество / Под ред. В.Е. Фортова и Е.А. Кузменкова. М., 1992.

200. Минскер К.С., Федосеева Г.Т. Деструкция и стабилизация поливинилхлорида. М.: Химия, 1972. 424 с.

201. Бушман А.В., Ломоносов И.В., Фортов В.Е. и др. Уравнения состояния полимерных материалов при высоких плотностях энергии: Препринт Института высоких температур РАН. М., 1993. 40 с.

202. Савинцев А.П. Блочные органические диэлектрики при больших плотностях излучения лазера на парах меди // Диэлектрики в экстремальных условиях: Тез. докл. 6 Всесоюз. конф. по физике диэлектриков. Томск: Изд-во Томск, политехнич. ин-та, 1988. С. 40-41.

203. Савинцев А.П., Темроков А.И. Воздействие мощных импульсов медного лазера на ПММА // Физика экстремальных состояний вещества-2003: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2003. С. 27-29.

204. Савинцев А.П. Действие мощных световых потоков на поверхность и приповерхностный слой ПММА // Сборник статей «Физика и технология поверхности»: Нальчик, 1990. С. 153-159.

205. Кунижев Б.И. Исследование воздействий различной интенсивности энергии на полимерные материалы: Дис. . докт. физ.-мат. наук. Нальчик, 1998. 265 с.

206. Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Константы неорганических веществ: Справочник / Под ред. Р.А. Лидина. М.: Дрофа, 2006. 685 с.

207. Савинцев А.П. Травление эпоксидных полимеров // Сборник научных трудов «Поликонденсационные процессы и полимеры»: Нальчик, 1987. С. 105-107.

208. Лисицкий В.В., Колесов С.В., Гатауллин Р.Ф. и др. // Журн. аналит. химии. 1978. Т. 33. № 11. С. 2202-2204.

209. Садовничий Д.Н., Тютнев А.П., Милехин Ю.М. и др. Накопление объемного заряда при облучении полистирола электронами в вакууме // Физика экстремальных состояний вещества-2003: Сборник статей / Под ред. акад.

210. B.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2003. С. 51-53.

211. Тугов И.И., Костыркина Г.И. Химия и физика полимеров. М.: Химия, 1989. 432 с.

212. Савинцев А.П., Темроков А.И. Влияние лазерного излучения на диэлектрики // Тез. докл. 14 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 1999. С. 7-8.

213. Савинцев А.П. Действие лазерного излучения на полистирол // Тез. докл. 16 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 2001. С. 28-29.

214. Савинцев А.П. Комплексное исследование лазерно-диэлектрического эффекта в силикатном стекле // Физика экстремальных состояний вещества-2008: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2008. С. 185-188.

215. Шетов Р.А., Савинцев А.П., Атабиев Х.А. и др. Влияние лазерного облучения на диэлектрические свойства ИМП и ПВДФ // Вестник КБГУ. Серия: Физические науки. Вып. 4, 2000. С. 57-59.

216. Савинцев А.П., Темроков А.И. Действие интенсивных потоков энергии на органические диэлектрики // Физика экстремальных состояний вещест-ва-2002: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2002. С. 145-146.

217. Савинцев А.П., Темроков А.И., Чемазокова A.M. Действие лазерного излучения на оптически прозрачные диэлектрики // Тез. докл. 15 Межд. конф. «Уравнения состояния вещества». Черноголовка, 2000. С. 88-91.

218. Савинцев А.П., Темроков А.И. Действие интенсивных потоков энергии на полимеры // Тез. докл. 17 Межд. конф. «Уравнения состояния вещества». Черноголовка, 2002. С. 107.

219. Боев С.Г., Ушаков В.Я. Радиационное накопление заряда в твердых диэлектриках и методы ее диагностики. М.: Энергоатомиздат, 1991. 240 с.

220. Савинцев А.П., Темроков А.И. Действие лазерного облучения на температурные зависимости диэлектрических потерь и проницаемости полиэтилена // Тез. докл. 17 Межд. конф. «Уравнения состояния вещества». Черноголовка, 2002. С. 108.

221. Савинцев А.П. Действие лазерной засветки на силикатное стекло и бромид калия // Физика экстремальных состояний вещества-2004: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2004. С. 125-126.

222. Савинцев А.П., Темроков А.И. Воздействие лазерного излучения на электрические параметры неорганических диэлектриков // Тез. докл. 13 Межд. конф. «Уравнения состояния вещества». Сергиев Посад, 1998. С. 57-58.

223. Савинцев А.П. Влияние малоинтенсивного лазерного облучения на неорганические диэлектрики // Тез. докл. 19 Межд. конф. «Уравнения состояния вещества». Черноголовка, 2004. С. 108.

224. Киржниц Д.А. Лекции по физике. М.: Наука, 2006. 244 с.

225. Савинцев А.П. Тепловые явления на межфазных границах // Сборник статей «Физикохимия межфазных явлений»: Нальчик, 1986. С. 224-231.

226. Савинцев А.П., Темроков А.И. Облучение ПММА мощными световыми потоками // Тез. докл. 18 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 2003. С. 27.

227. Bialkowski Stephen Е. Accounting for the acoustic energy produced by pulsed laser exitation of optically thin samples: a small perturbation in photothermall experiments// Chem. Phys. Lett. 1988. V. 151. No 1-2. P. 88-92.

228. Смирнов В.И. Курс высшей математики: В 5 т. Т. 2. М.: Наука, 1974. 655 с.

229. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Учебное пособие в 5 т. Т. IV. Оптика. М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2002. 792 с.

230. Квантовая электроника. Маленькая энциклопедия / Отв. ред. М.Е. Жаботинский. М.: Сов. Энциклопедия, 1969. 432 с.

231. Агранат М.Б., Новиков Н.П., Перминов В.П. и др. Некоторые вопросы начального этапа развития лазерного разрушения в полиметилметакрилате // Квантовая электроника. 1976. Т.6. № 10. С . 2279-2281.

232. Агранат М.Б., Красюк И.К., Новиков Н.П. и др. Разрушение прозрачных диэлектриков под воздействием лазерного излучения // Журн. эксперимент. и теоретич. физики. 1971. Т.60. № 5. С. 1748-1756.

233. Kim Hackjin, Postlerwaite Jay C., Zyung Taehyoung et al. Ultrafast imaging of optical damage dynamics and laser-produces wave propagation in polymetil metacrylate // J. Appl. Phys. 1988. V. 64. No 6. P. 2955-2958.

234. Бондар M.B., Пржонская O.B., Тихонов E.A. Обратимые и необратимые термооптические явления в полимерных средах // Тез. докл. 5 Всесоюз. конф. Оптика лазеров. Л, 1986. С. 252.

235. Полянинов А.В., Янушкевич В.А. Влияние ударных волн, возбуждаемых лазерной плазмой на электропроводность полупроводников и диэлектриков // Известия АН СССР. Сер. Физич. 1989. № 4. С. 733-739.

236. Савинцев А.П. Воздействие интенсивного когерентного излучения на кристаллы // Доклады Адыгской международной академии наук. 1999. Т. 4.№ 1.С. 78-82.

237. Батенин В.М., Карпухин В.Т., Маликов М.М. Эффективная генерация суммарной частоты и вторых гармоник излучения с помощью системы лазер на парах меди двухпроходный усилитель // Квантовая электроника. 2005. Т. 35. № 9. С. 844-848.

238. Шуберт М., Вильгельми Б. Введение в нелинейную оптику в 2 ч. Ч II. М.: Мир, 1979.512 с.

239. Иванов Ю.А. Акустические характеристики лазерного пробоя в диэлектриках // Лазеры и оптическая нелинейность: Мат. 7 Белорусского семинара. Минск, 1987. С. 103-106.

240. Быковский Ю.А., Иванов А.Ю. Влияние временной эволюции очага лазерного пробоя в прозрачных диэлектриках на акустические характеристики пробоя // Квантовая электроника. 1989. Т.19. № 2. С. 308-310.

241. Шуберт М., Вильгельми Б. Введение в нелинейную оптикув 2 ч. Ч I. М.: Мир, 1973.244 с.

242. Аскарьян Г.А., Юркин А.В. Новое в светоакустике // Успехи физич. наук. 1989. Т. 157. № 4. С. 667-681.

243. Алешкевич В.А., Ахманов С.А., Жданов Б.В. и др. Роль тепловой самофокусировки при оптическом пробое прозрачных диэлектриков в поле нано-секундных импульсов // Квантовая электроника. 1975. Т.15. № 6. С. 1179-1185.

244. Вигасин А.А., Сухоруков А.П. О влиянии термоупругих напряжений на самофокусировку квазинепрерывного излучения // Квантовая электроника. 1975. Т.5.№3. С. 519-524.

245. Бутиков Е.И. Оптика. СПб: Изд-во Невский диалект; БХВ Петербург, 2003.480 с.

246. Бородин В.Г., Глебов Л.Б., Ефимов О.М. и др. Влияние фокусировки излучения и качества обработки поверхностей оптической системы на измерение порогов оптического пробоя // Квантовая электроника. 1987. Т. 17. С. 106-112.

247. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. Размерные эффекты в малых кристаллических частицах при высоких давлениях // Физика металлов и металловедение. 2006. Т. 101. № 4. С. 350-353.

248. Карпенко С.В., Темроков А.И. Реконструктивные фазовые переходы в прозрачных диэлектриках в экстремальных условиях высоких давлений и температур. Нальчик, 2006. 191 с.

249. Савинцев А.П. Пороги пробоя щелочно-галоидных кристаллов и стекла под действием наносекундных импульсов // Физика экстремальных состояний вещества-2005: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2005. С. 34-36.

250. Башарин А.Ю., Савинцев А.П. Особенности лазерного пробоя хлорида калия // Тез. докл. 17 Межд. конф. «Уравнения состояния вещества». Черноголовка, 2002. С. 109.

251. Савинцев А.П., Темроков А.И. Пороги лазерного пробоя и поверхностные состояния щелочно-галоидных кристаллов // Тез. докл. 20 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 2005. С. 29-30.

252. Башарин А.Ю., Савинцев А.П., Турчанинов М.А. Характер лазерной искры вблизи поверхности хлорида калия, стекла и кварца // Тез. докл. 20 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 2005. С. 30-31.

253. Савинцев А.П. Пробой щелочно-галоидных кристаллов наносекунд-ными лазерными импульсами // Тез. докл. 3 Всерос. совещ.- симпозиума «Проблемы физики ультракоротких процессов в неравновесных средах». Черноголовка, 2005. С. 40-41.

254. Глебов Л.Б., Ефимов О.М. Новые представления о природе оптического пробоя прозрачных диэлектриков // Труды Гос. оптич. ин-та. 1988. Т. 69. №203. С. 3-14.

255. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. О возможной связи между оптическим пробоем и «металлизацией» предельно чистых прозрачных диэлектриков // Доклады РАН. 2003. Т. 388. № 1. С. 41-45.

256. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. Особенности поверхностного пробоя прозрачных диэлектриков // Поверхность. 2004. № 2. С. 53-57.

257. Савинцев А.П., Темроков А.И. Исследование сужения запрещенной зоны щелочно-галоидных кристаллов в электромагнитных полях большой напряженности // Тез. докл. 13 Межд. конф. «Уравнения состояния вещества». Сергиев Посад, 1998. С. 64-65.

258. Савинцев А.П., Темроков А.И. Спектроскопия таммовских состояний хлоридов натрия и калия // Тез. докл. 14 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 1999. С. 39-40.

259. Савинцев А.П., Темроков А.И. Спектроскопия таммовских состояний грани (111) щелочно-галоидных кристаллов // Тез. докл. 15 Межд. конф. «Уравнения состояния вещества». Черноголовка, 2000. С. 25-27.

260. Савинцев А.П., Темроков А.И. Спектроскопия поверхностных состояний в коротковолновом диапазоне // Тез. докл. 16 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 2001. С. 91.

261. Савинцев А.П., Темроков А.И. О поверхностных состояниях окислов бария и магния //Журн. технич. физики. 2002. Т. 72. Вып. 4. С. 126-127.

262. Савинцев А.П., Темроков А.И. Спектроскопия поверхностных состояний и контактного плавления // Физика экстремальных состояний вещества-2001: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2001. С. 122-124.

263. Савинцев А.П. Оценка поверхностных состояний ионных кристаллов // Физика экстремальных состояний вещества-2007: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2007. С. 32-33.

264. Савинцев А.П. О поверхностных состояниях хлорида калия // Тез. докл. 22 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 2007. С. 32-33.

265. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. О состоянии конденсированного вещества с отрицательной поверхностной энергией // Тр. Межд. симп. ОМА-2003. Ростов н/Д, 2003. С. 148-151.

266. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. Оценка вклада поверхностной энергии в термодинамический потенциал ионного кристалла // Тез. докл. 20 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 2005. С. 116.

267. Savintsev A., Temrokov A. Transition Dielectric/Metal in ElectroMagnetic Fields of Great Intensity // Ext. abs. 6-th Int. Workshop Electronic Properties of Metal/Non-Metal Microsystems. Prague, Czech Republic, 1997. P. 53.

268. Карпенко C.B., Савинцев А.П., Темроков А.И. Учет искажений поверхностной области кристалла при исследовании полиморфных превращений в наноразмерных кристаллах // Доклады РАН. 2006. Т. 411. № 6. С. 762-765.

269. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. Поверхностные характеристики наноразмерных кристаллических объектов // Физика экстремальных состояний вещества-2004: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2004. С. 38-40.

270. Карпенко С.В., Савинцев А.П. Аномальное поведение кристалла ио-дида лития при высоких давлениях // Физика экстремальных состояний вещест-ва-2007: Сборник статей / Под ред. акад. В.Е. Фортова и др. Черноголовка, 2007. С. 207-209.

271. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. Поведение кристаллов иодидов щелочных металлов в условиях высоких давлений // Тез. докл. 22 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 2007. С. 143-144.

272. Карпенко С.В., Савинцев А.П. О возможном механизме В1-В2 фазового перехода в ионных кристаллах // Тез. докл. 4 симпозиума «Проблемы физики ультракоротких процессов в неравновесных средах». Черноголовка, 2006. С. 14.

273. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. Связь между давлением металлизации и предельной оптической прочностью диэлектриков // Известия РАН. Серия, физич. 2002. Т. 66. № 6. С. 815-818.

274. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. Фазовый переход «диэлектрик металл» на поверхности кристалла в интенсивных электромагнитных полях // Тр. Межд. симп. ОМА-2002. 4.1. Ростов н/Д, 2002. С. 129-133.

275. Карпенко С.В., Савинцев А.П., Темроков А.И. Размерные эффекты в малых металлических частицах // Поверхность. 2004. № 12. С. 95-98.

276. Рит М. Наноконструирование в науке и технике. Введение в мир нано-расчета. М.- Ижевск, 2005. 160 с.

277. Hill T.L. Thermodynamic of Small System. N.: Benjamin, 1963. Pt 1; 1964. Pt 2. 370 p.

278. Вовченко В.И., Красюк И.К., Семенов А.Ю. Абляционные и динамические характеристики лазерного воздействия на плоские мишени // Тр. ин-та общей физики АН СССР. 1992. Т. 36. С. 129-201.

279. Савинцев А.П. Оптическое повреждение поверхности хлоридов натрия и калия фемтосекундными лазерными импульсами // Письма в журн. технич. физики. 2008. Т. 34. Вып. 3. С. 66-69.

280. Савинцев А.П. Действие фемтосекундных лазерных импульсов на ионные диэлектрики // Тез. докл. 20 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Черноголовка, 2005. С. 28-29.

281. Савинцев А.П. Действие фемтосекундных лазерных импульсов на хлорид натрия // Тез. докл. 21 Межд. конф. «Уравнения состояния вещества». Черноголовка, 2006. С. 102-103.

282. Савинцев А.П. Лучевая деструкция иодида калия ультракороткими лазерными импульсами // Тез. докл. 3 Всерос. совещания-симпозиума «Проблемыфизики ультракоротких процессов в неравновесных средах». Черноголовка, 2005 С. 33-34.

283. Кудряшов С.И., Емельянов В.И. Коллапс запрещенной зоны и сверхбыстрое "холодное" плавление кремния в течение фемтосекундного лазерного импульса // Письма в журн. эксперимент, и теоретич. Физики. 2001. Т. 73. Вып. 5. С. 263-267.

284. Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г. Эффективный импульсный лазер на парах меди с высокой средней мощностью генерации // Письма в журн. эксперимент, и теоретич. физики. 1972. Т. 16. Вып 1. С. 40-42.

285. Шухтин A.M., Федотов Г.А. О возможности получения паров металлов с помощью плазмохимических реакций // Вестн. Ленингр. ун-та. 1977. № 4. С. 41-43.

286. Шухтин A.M., Федотов Г.А., Мишаков В.Г. Стимулированное излучение на линиях меди без применения нагревательного элемента // Оптика и спектроскопия. 1976. № 3. С. 411-413.

287. Батенин В.М., Бурмакин В.А., Вохмин П.А. и др. Временной ход концентрации электронов в лазере на парах меди // Квантовая электроника. 1977. Т.4.№7. С. 1572-1574.

288. Мнацакян А.Х., Найдис Г.В., Штернов Н.П. Распределение по энергия в смесях паров Си с Ne и Не // Квантовая электроника. 1978. Т.5. № 3. С. 597-602.

289. Leonard D.A. A Theoretical Diseription of the 5106 A Pulsed Copper Vapor Laser//JEEEJ. 1967. V. QE 3. No 9. P. 380-381.

290. Бурмакин B.A., Евтюнин A.H., Лесной М.А. и др. Отпаянный лазер на парах меди с большим ресурсом // Квантовая электроника. 1978. Т. 5. № 5. С. 1000-1004.

291. Зубов В.В., Лябин Н.А., Мишин В.И. и др. Исследование лазера на парах меди с большим ресурсом и улучшенными параметрами импульса возбуждения//Квантовая электроника. 1983. Т.10. № 9. С. 1908-1910.

292. Петраш Г.Г. Импульсные лазеры на парах металлов и их соединений: проблемы и перспективы // Известия вузов. Физика. 1999. Т. 42. № 8. С. 18-22.