Исследование оптико-теплофизических и газодинамических процессов светоэрозии конструкционных материалов фотонных энергоустановок высокой плотности мощности тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи УДК 536.331+535.2+62-9

ЛОКТИОНОВ Егор Юрьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ И ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СВЕТОЭРОЗИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ФОТОННЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ

Специальность 01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

2 5 НОЯ 2010

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2010

004614122

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н. Э. Баумана.

Научный руководитель:

доктор технических наук Ю.Ю. Протасов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук М.Н. Васильев (Московский физико-технический институт)

кандидат физико-математических наук В. Д. Зворыкин (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН)

Ведущая организация: Объединенный институт высоких температур РАН.

Зашита состоится « 8 » декабря 2010 г. в ч. ОО мин. на заседании диссертационного совета Д 212.141.08 в Московском Государственном Техническом Университете им. Н. Э. Баумана по адресу: 105005, Москва, Лефортовская наб. 1, корп. «Энергомашиностроение».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Ваш отзыв на автореферат в 2-х экз., заверенный печатью организации, просим выслать по адресу: 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская 5, МГТУ им. Н.Э. Баумана, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.141.08.

Телефон для справок: (499) 263 6836. Автореферат разослан « 3?» ноября 2010 г. Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук

В.В. Перевезенцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования

Явление светоэрозии (многофакторного разрушения конденсированных сред под действием интенсивных потоков УФ-ИК излучения, сопровождающееся как модификацией оптико-механических характеристик поверхности, так и генерацией светоэрозионных парогазовых потоков) проявляется в широком спектре энергогенерирующих и энергопреобразующих устройств и систем высокой плотности мощности и рассматривается не только как фактор, обуславливающий их ресурс, функциональные возможности, рабочие и регулировочные характеристики (предельные температуры и давления, тягово-энергетические параметры и др.), но и как эффективный способ генерации и нагрева активных сред фотонных энергодвигательных и технологических установок, в их числе: оптические ускорители и оптические плазмотроны, лазерные инжекторы парогазовых потоков и термоэмиссионные оптические преобразователи, солнечные тепловые ракетные двигатели, светоэрозионные устройства газовой защиты оптических трактов энергоустановок и оптических технологий модификации поверхности и размерной обработки конструкционных материалов и др.

В высокотемпературной теплофизике и неравновесной термодинамике светоэрозионные (в том числе лазерные) методы исследования свойств вещества и светоиндуцированных фазовых переходов («твердое тело-жидкость-газ-плазма») в широком диапазоне параметров оптического воздействия высокой плотности мощности (/о~10б-1018 Вт/см2) в диапазоне спектра от инфракрасного до мягкого рентгеновского, создание соответствующих баз оптико-теплофизических данных и фундаментальные исследования механизмов светоэрозии твердотельных сред и способов управления масс-расходными и динамическими характеристиками и параметрами светоэрозионных потоков вещества представляют особый интерес и практическую значимость.

Исследование многофакторных оптико-теплофизических и газодинамических процессов светоэрозии конструкционных материалов и активных сред перспективных и принципиально новых фотонных энергодвигательных устройств и систем, помимо общефизического, представляет несомненный практический интерес в связи с необходимостью решения актуальных задач радиационного теплообмена в резко неоднородных и неравновесных средах различного химического и ионизационного состава. Экспериментальные исследования фотофизических и фотохимических процессов светоэрозии связаны с существенными методическими и инструментальными трудностями, в том числе с необходимостью разработки диагностических средств и прецизионных экспериментальных методик исследования этих процессов в широком диапазоне регулировочных

параметров оптического воздействия (плотности энергии Ж и мощности /о, длительности т0,5 и частоты следования/импульсов, длины волны излучения X).

Следует отметить, что высокие затраты на проведение фундаментальных экспериментальных исследований, непрерывно расширяющийся спектр представляющих практический интерес конструкционных материалов и активных сред фотонных энергоустановок, диапазон регулировочных параметров и условий оптического воздействия обусловливают прикладной характер и узкую направленность большинства работ, посвященных исследованию многофакторных процессов светоэрозии. При этом известные многочисленные расчетно-теоретические модели объективно являются полуэмпирическими, и поэтому не могут рассматриваться в качестве альтернативы экспериментальным исследованиям процессов светоэрозии в широком диапазоне параметров и условий оптического воздействия. Исключительным примером обобщения большого числа результатов экспериментальных исследований теплофизических и газодинамических процессов светоэрозии являются работы К. Фиппса (С.II. РЫррэ) и Т. Липперта (Т. 1лррег0, посвященные анализу тягово-энергетических характеристик перспективных лазерных ракетных двигателей. Для корректного анализа спектрально-энергетической эффективности светоэрозии необходимы данные и об оптико-теплофизических свойствах облучаемых мишеней в соответствующих диапазонах параметров оптического воздействия.

Данная диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию и анализу оптических, теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии конструкционных материалов и характеристик приповерхностных светоэрозионных парогазовых потоков в условиях интенсивных световых полей (/0~Ю7-1015 Вт/см ).

Цели и задачи исследования

Целью данной работы является комплексное экспериментальное исследование и анализ многофакторных оптико-теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии конструкционных материалов (полимеров, металлов и оксидов) фотонных энергоустановок высокой плотности мощности в неизученном диапазоне параметров оптического воздействия и создание на их основе тематических разделов соответствующих баз экспериментальных и расчетно-теоретических данных.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

- анализ феноменологии процессов светоэрозии, развитых методов их численного и физического моделирования, области применения и точности диагностических методов;

- разработка комплекса экспериментальных модулей и диагностических методик для исследования многофакторных оптико-теплофизических,

газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии в газовакуумных условиях в широком диапазоне регулировочных параметров оптического воздействия, включая методики:

1) экспериментального исследования оптических характеристик (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции), в том числе с использованием зондирующего синхротронного излучения в диапазоне энергий квантов Л\'~3,5—25 эВ, температур Г~77-1500 К в высоковакуумных условияхр-Ю^6 Па;

2) комплексной импульсной лазерной микроинтерферометрии поверхности твердотельных мишеней и приповерхностных светоэрозионных парогазовых потоков с высоким пространственно-временным разрешением;

3) регистрации полного механического импульса отдачи светоэрозионных парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии на твердотельные мишени;

4) светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления;

- создание базы экспериментальных данных оптических характеристик (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции) ряда конструкционных материалов и их температурных зависимостей в неизученном диапазоне условий оптического воздействия;

- экспериментальное определение спектрально-энергетических порогов лазерной абляции, массово-расходных характеристик и скоростей светоэрозии ряда полимерных ((СгИД,, (СН20)„) и металлических {2г, Мо, Тл, №>) мишеней в газо-вакуумных условиях,

- экспериментальное исследование полного и удельного механического импульса отдачи и эффективности преобразования энергии мощного (/о>1013-1015 Вт/см2) излучения УФ-ИК диапазона в кинетическую энергию светоэрозионных парогазовых потоков при оптическом воздействии ультракороткой длительности;

- экспериментальное исследование и анализ динамики и макроструктуры, полей температур и давлений светоиндуцированных ударных волн в светоэрозионных парогазовых потоках, в том числе в условиях пространственного ограничения течения;

- критериальный анализ оптико-газодинамических характеристик процессов светоэрозии в широком диапазоне регулировочных параметров и условий оптического воздействия.

Научная новизна результатов работы

1. Впервые разработаны и инструментально осуществлены методики:

- прецизионной лазерной импульсной комбинированной микроинтерферометрии поверхности и приповерхностной зоны твердотельных

мишеней с высоким пространственно-временным разрешением (Азс~10-6 м, Ah~2-\Q~ м, Дт~10~13 с) и разработана оптическая схема регистрации динамики массового расхода с поверхности облучаемой конденсированной мишени (Дм—КГ11 г);

- регистрации полного механического импульса отдачи (с разрешением Д/М<10"п Н-с) светоэрозионных парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии на твердотельные мишени;

- светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления.

2. Разработаны и инструментально осуществлены методики экспериментального исследования оптических характеристик конструкционных материалов (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции) с использованием зондирующего синхротронного излучения в диапазоне энергий квантов /rv~3,5-25 эВ, температур Т~77-1500 К в высоковакуумных условиях Па и анализа температурной зависимости оптических характеристик в диапазоне длин волн Х~213—1188 нм, температур 74300-1500 К с использованием зондирующего излучения Nd:YAG лазера с параметрическим преобразованием частоты.

3. В результате комплексного экспериментального исследования и анализа оптико-теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии ряда конструкционных материалов (металлов, диэлектриков, оптических кристаллов) в широком диапазоне регулировочных параметров и условий оптического воздействия (плотности мощности /0~102-1016 Вт/см2, времени воздействия t0.5~10°—Ю-14 с и длин волн излучения Я.-0,157-10,6 мкм) в газо-вакуумных условиях получены новые данные по:

а) спектрально-энергетическим порогам лазерной абляции, массово-расходным характеристикам и скорости светоэрозии полимерных ((C2F4)„, (СН20)„) и металлических (Zr, Mo, Ti, Nb) мишеней;

б) полному и удельному механическому импульсу отдачи и эффективности преобразования энергии мощного излучения (/0>1013-Ю15 Вт/см2) в кинетическую энергию светоэрозионных парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии;

в) динамике и макроструктуре, полям температур и давлений свето-индуцированных ударных волн в светоэрозионных парогазовых потоках, в том числе в условиях пространственного ограничения течения.

4. Создана база экспериментальных данных оптических характеристик (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции и их температурных зависимостей) ряда конструкционных материалов (металлов Zr, Mo, Ti, Nb и диэлектриков (C2F4)„, (СН20)„) в неизученном диапазоне условий воздействия (интенсивность потока зондирующего излучения /0~Ю12 фотон/см2-с в диапазоне энергий квантов Av~l-10 эВ и температур Г-77-1150 К).

5. Выполнен критериальный анализ оптико-газодинамических характеристик многофакторных процессов светоэрозии в широком диапазоне параметров и условий оптического воздействия (плотности мощности, длительности импульсов и длин волн излучения - /0~102-1016 Вт/см2,1О 5~10°-10"14сД~ 0,157-10,6 мкм, соответственно).

Практическая значимость результатов исследования

Полученные результаты, с учетом комплексной оптико-теплофизической характеризации исследуемых конструкционных материалов, включающей определение спектрально-энергетических порогов лазерной абляции, оптико-газодинамических и масс-расходных характеристик светоэрозии твердотельных мишеней (И, Ът, Мэ, Мо, (СН20)„, (С2Р4)„), позволяют определить эффективность процессов их светоэрозии в широком диапазоне параметров оптического воздействия, что необходимо для количественного описания всех стадий преобразования энергии излучения при светоэрозии конструкционных материалов; они необходимы и для построения основ количественной теории светоэрозии твердотельных сред, и при синтезе новых полимерных рабочих веществ фотонных энергодвигательных установок высокой плотности мощности. Так, анализ экспериментальных данных о спектрально-энергетических порогах испарения и ионизации конденсированных сред позволил впервые предложить и осуществить новый метод светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления с регулируемым коэффициентом поглощения ИК-УФ излучения, а критериальный анализ данных, полученных при комбинированной интерферометрии поверхности светоэрозионных мишеней и приповерхностных парогазовых потоков позволил сформулировать ряд требований к оптимальным режимам оптического воздействия.

Достоверность результатов выполненных исследований обеспечивается систематическим метрологическим контролем использованного оборудования, дублированием применяемых диагностических методов, статистической обработкой результатов исследований и подтверждается повторяемостью полученных результатов, их сравнением с опубликованными экспериментальными данными, результатами численного моделирования и теоретического анализа многофакторных процессов светоэрозии. В главах 2-4 диссертации приводится подробный анализ инструментальных и методических погрешностей выполненных измерений.

Научные положения, выносимые на защиту 1. Разработанные методики:

комплексной импульсной лазерной микроинтерферометрии поверхности твердотельных мишеней и светоэрозионных парогазовых потоков (с высоким временным ДМО43 с и пространственным Дя-Ю-6 м разрешением);

регистрации полного механического импульса отдачи (с разрешением А/М<10"п Н-с) светоэрозионных парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии на твердотельные мишени;

светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления;

2. Результаты экспериментального определения оптических характеристик (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, спектров возбуждения люминесценции) ряда конструкционных материалов в диапазоне энергий квантов М/~1-10 эВ и температур 7-77-1100 К на Курчатовском источнике синхротронного излучения.

3. Результаты экспериментального исследования оптико-газодинамических характеристик при воздействии нано- и фемтосекундных импульсов когерентного излучения УФ-БИК диапазона спектра на конструкционные материалы: спектрально-энергетических порогов светоэрозии; пространственно-временных полей концентрации электронов и скоростных характеристик парогазовых потоков; скоростей, давлений и температур светоиндуцированных ударных волн в газовой среде; эффективности преобразования энергии когерентного излучения в кинетическую энергию светоэрозионных парогазовых потоков и энергию ударных волн.

4. Результаты критериального анализа оптико-газодинамических характеристик процессов светоэрозии твердотельных мишеней и режимов оптического воздействия, обеспечивающих достижение максимальных значений удельного массового расхода (1пудельного механического импульса отдачи (1п(^/РГа)~1,5) и спектрально-энергетической эффективности преобразования энергии лазерного излучения в кинетическую энергию парогазового потока (1п( И^/РГа)~2).

Личный вклад соискателя

Соискатель принимал непосредственное участие в разработке диагностических схем и проведении всех описанных в работе экспериментов, обработке экспериментальных данных, критериальном анализе оптико-газодинамических характеристик процессов светоэрозии и режимов оптического воздействия. Автором предложены способы светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления и регистрации механического импульса отдачи с использованием комбинированной интерферометрии поверхности мишени и приповерхностной зоны при фемтосекундной лазерной абляции.

Апробация работы

Результаты исследований представлены на 16 и 17 школах-семинарах молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева (2007 г., Санкт-Петербург; 2009 г., Жуковский), 24 международной конференции «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество» (2009

г., п. Эльбрус), 6 международной конференции «Лучевые технологии и применение лазеров» (2009 г., Санкт-Петербург), 5 международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии (2008 г., Иваново), 13 международной конференции по физике неидеальной плазмы (2009 г., Черноголовка), 3 всероссийской молодежной школе-семинаре с международным участием «Инновационные аспекты фундаментальных исследований по актуальным проблемам физики» (2009 г., Москва-Троицк), 31 европейской конференции по взаимодействию лазерного излучения с веществом (2010 г., Будапешт), 63 конференции по газовой электронике (2010 г., Париж), 5 российской национальной конференции по теплообмену (2010 г., Москва). По результатам исследований опубликовано 20 статей в рецензируемых научных журналах и 17 печатных работ в сборниках тезисов докладов, материалов и трудов всероссийских и международных конференций.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложена на 245 страницах, включает 64 рисунка, 5 таблиц и список литературы (общее число ссылок - 434).

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении кратко описаны актуальность темы диссертации, цели и задачи исследования, структура работы.

В первой главе диссертации приводится обзор современного состояния проблемы: результаты анализа литературных источников, посвященных вопросам феноменологии, численного моделирования и экспериментального исследования оптико-теплофизических, газодинамических, фотохимических и оптико-механических процессов светоэрозии в широком диапазоне параметров воздействующего излучения. Рассмотрены диапазоны параметров оптического воздействия (длин волн, длительности и частоты следования импульсов излучения, его энергетических и мощностных характеристик); кратко описаны многообразие и иерархия оптико-теплофизических, газодинамических, фотохимических и оптико-механических процессов светоэрозии. Приводится краткий обзор основных методических подходов к численному моделированию многофакторных процессов светоэрозии, обсуждается соответствие полученных при математическом и физическом моделировании процессов результатов, область применения расчетно-теоретических моделей. Дан обзор методов экспериментального исследования оптико-теплофизических, газодинамических и оптико-механических процессов светоэрозии с анализом информативности, сложности реализации и точности таких методов. По итогам этого анализа, обосновывается выбор направления и методов исследования, определяется необходимость комплексного исследования не только динамики и эффективности многофакторных процессов светоэрозии в неизученном

диапазоне параметров воздействия, но и оптико-теплофизических характеристик конструкционных материалов.

зондирующего синхротронного излучения: 1 - канал ввода синхротронного излучения; 2 -поворотные и фокусирующие тороидальные зеркала; 3 - дифракционная решетка; 4 -оптический фильтр (8102 или М^г); 5 - мишень; б - люминесцентная пластинка из салицилата натрия; 7 - фотоэлектронный умножитель регистрации пропущенного сигнала; 8 - фотоэлектронный умножитель регистрации опорного сигнала; 9 - магнитно-разрядные вакуумные насосы; 10 - криостат; 11 - отсечные клапаны; (в правом верхнем углу приведен фрагмент схемы измерения спектральных коэффициентов отражения; при измерении квантового выхода люминесценции 6 - зеркало)

Во второй главе описаны методики и приводятся результаты экспериментального исследования оптико-теплофизических характеристик конструкционных материалов ("Л, А1, Ъх, №э, Мо, (СН20)„, (СгР4)„) фотонных энергоустановок высокой плотности мощности. Обоснована необходимость исследования оптических характеристик (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции) в БИК-ВУФ области спектра (ММ-25 эВ), в которой исследуемые материалы в рабочих циклах фотонных энергоустановок подвергаются интенсивным оптическим нагрузкам (до /0~1О15 Вт/см2) в широком диапазоне температур (Г~77-1500 К). Показано, что для исследования оптических характеристик конструкционных материалов в данных условиях целесообразно использование синхротронного излучения в качестве зондирующего. Описаны экспериментально-диагностический модуль для исследования оптических характеристик конструкционных материалов в УФ-ВУФ области спектра в широком диапазоне температур в высоковакуумных условиях на Курчатовском источнике синхротронного излучения «Сибирь-1» (рис. 1). Рассмотрены особенности анализа параметров и метрологии синхротронного излучения, выполнения прецизионных оптических измерений в сверхвысоком вакууме:

определения спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции при воздействии коротковолнового излучения. Приводятся результаты экспериментального определения спектральных коэффициентов отражения и поглощения, спектров возбуждения и квантового выхода люминесценции ряда конструкционных материалов (Ti, Al, Zr, Nb, Mo, (CH20)„, (C2F4)n) в БИК-ВУФ (/rv~l-10 эВ), области спектра в диапазоне температур 7-77-1150 К (рис. 2, 3).

а б

Рис. 2. Спектральная (а) и температурная (б, Х-600 нм) зависимости коэффициентов отражения массивной Мо-мишени (1 - Т~П К; 2,3 - Х~300 К, 4 - справочные данные)

ото тою о ЮСМО г— см о СОСЭО N (Ч N СМ

оиэ ото ю тем о к ю см nmm см см см

а б

Рис. 3. Зависимость квантового выхода люминесценции полимерных мишеней (СгГ,)),, (а) и (СНгО)„ (б) от энергии квантов возбуждающего излучения: 1 - участок спектра люминесценции Л1~390-460 нм, при температуре 71~300 К; 2 - Л).~315-425 нм, Тг~77 К; 3 - Д).~390-460 нм, Г1-300 К; 4 - Д).~315-425 нм, Г2~77 К

В третьей главе диссертации приводятся описание разработанного экспериментально-диагностического модуля (рис. 4) и результаты экспериментального исследования динамики оптико-теплофизических процессов светоэрозии на поверхности твердотельных мишеней (Л, Си, Ъх, №>,

Мо, (СН20)„, (С2Р4)„) при воздействии ультракоротких импульсов лазерного излучения (то,5~(4,5-7)- 10-14 с,/о~1012-10^ Вт/см2).

Описаны метод лазерной импульсной интерференционной микроскопии и экспериментальная установка для исследования оптико-теплофизических и газодинамических характеристик фемтосекундной УФ-БИК (А,~266, 400, 800 нм) лазерной абляции в атмосферных и вакуумных (р~5-10"3 Па) условиях. Приводится краткий обзор методик и представлены результаты экспериментального определения спектрально-энергетических порогов лазерной абляции твердотельных мишеней ("Л, Си, Ъс, №>, Мо, (СН20)п, (С2Р4)П) при воздействии УФ-БИК (1-213-1064 нм) лазерного излучения нано-(ч5~(1Д-2,7)-10"8 с) и фемтосекундной (т0,5~(4,5-7)-Ю-14 с) длительности. Приводятся результаты экспериментального исследования динамики оптико-теплофизических процессов светоэрозии в сверхсильных лазерных полях: данные о скорости абляции, динамике массового расхода и формы кратера на поверхности облучаемых твердотельных мишеней (рис. 5, табл. 1).

^ га/те меттическое зеркало / -

/ полупрозрачное зеркало '' ошбо/юкна щ 1—1

Ь]

Рис. 4. Оптическая схема экспериментальной установки для исследования оптико-теплофизических и газодинамических процессов взаимодействия ультракоротких импульсов лазерного излучения с твердотельными мишенями в вакууме: 1 - твердотельная мишень; 2 -ТкАЦОз-лазер; 3 - интерферометр Майкельсона; 4 - интерферометр Маха-Цендера; 5 -оптическая линия задержки; 6 - вакуумная камера (р~10"3-105 Па); 7 - кристалл второй гармоники (А.2=400 нм); 8 - микрообъектив; 9 - фотообъектив; 10 - ПЗС-камера; 11 -кристалл третьей гармоники (Хз=266 нм); 12 - фотоэлектронный умножитель; 13 -полуволновая пластинка (Х/2); 14 - объектив оптоволокна; 15 - широкодиапазонный спектрометр; 16 - электромеханический затвор

В четвертой главе приводятся результаты экспериментального исследования динамики и макроструктуры светоэрозионных парогазовых потоков в приповерхностной зоне облучаемых мишеней в различных газо-

вакуумных условиях. Описаны впервые предложенные и инструментально осуществленные методики комбинированной интерферометрии для дифференцированного определения полного механического импульса отдачи парогазового потока и эффективности преобразования энергии лазерного излучения в его кинетическую энергию и метод светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления (рис. 6). Описан экспериментально-диагностический модуль, содержащий блоки теневой и шлирен-регистрации, импульсной лазерной интерферометрии и эмиссионной спектроскопии светоэрозионных парогазовых потоков. Приводятся результаты экспериментального исследования динамики и макроструктуры светоэрозионных парогазовых потоков (в том числе радиально ограниченных и содержащих конденсированную дисперсную фазу — рис. 7, 8) при воздействии нано- (то,5~(1Д-2,7)-10~8 с) и фемтосекундных (т05~(4,5-7)-10'1 с) импульсов лазерного излучения (Х~213-1064 нм), а также результаты анализа влияния энергии кванта, длительности и частоты следования импульсов воздействующего излучения, давления буферного газа на динамику и макроструктуру приповерхностных светоэрозионных парогазовых потоков, характеристики ударно-волновых фронтов. Рассмотрены особенности управления оптическими характеристиками парогазовых потоков при введении в них конденсированной дисперсной фазы и эффективностью преобразования энергии лазерного излучения в кинетическую энергию парогазовых потоков и ударных волн.

Таблица 1.

Спектрально-энергетические пороги испарения конструкционных материалов в

зависимости от длины волны и длительности оптического воздействия __(в числителе - Дж/см2, в знаменателе - Вт/см2)_

X, нм т0.5 Мо Си (С2¥4)„ (СН20)„

266 70 фс н/д н/д 0,107 8,93-Ю11 0,11 9,3-1011 н/д

400 60 фс 0,8 1,3-1013 1,6 2,7-1013 0,223 1,86-Ю12 1,25 1,04-1013 2,04 1,7-1013

800 45 фс 1,1 2,4-Ю13 1 2,2-Ю13 0,504 4,23-Ю12 1,69 1,44-1013 7,05 5,88-Ю13

532 27 не 0,678 7,53-Ю7 н/д 0,947 1,05-108 н/д 0,842 9,36-Ю7

1064 0,705 7,84-107 1,79 1,99-108 1,37 1,52-108 0,55 6,11-Ю7 2,32 2,75-Ю8

Рис. 5. Удельный массовый расход медной мишени т/Е (а) и глубина кратера к (б) на поверхности Тл — мишени (б) (1 ~Хз=266 нм, 2-^,2=4-00 нм, 3 -Х;=800 нм)

ШШШШШШШШШ

Рис. 6. К анализу результатов интерферометрии приповерхностных светоэрозионных парогазовых потоков: а - исходная интерферограмма потока; б - распределение фазового сдвига волнового фронта; в - распределение показателя преломления; г - распределение концентрации электронов

В пятой главе приводятся результаты критериального анализа оптико-газодинамических характеристик процессов светоэрозии и анализа влияния энергии квантов, длительности и частоты следования импульсов излучения, давления и химического состава буферного газа на динамику оптико-теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии в широком диапазоне значений этих параметров (/0~102-10'8 Вт/см2, Л,—101—104 нм, т~10°-1(Г14 с). Предложен ряд критериев подобия параметров лазерного воздействия (удельная плотность энергии WÍWa и мощности Io/Ia, удельный энерговклад) и оптико-газодинамических характеристик светоэрозии (квантовая эффективность абляции), характеризующих как свойства облучаемых твердотельных сред при данных

условиях воздействия, так и эффективность оптико-теплофизических и газодинамических процессов светоэрозии; приводятся результаты оптимизационного критериального анализа. Экспериментально показана возможность осуществления ряда оптимальных режимов воздействия и сформулированы требования к ним для достижения максимальной эффективности использования энергии лазерного излучения при генерации парогазовых потоков (рис. 9).

а б в г

Рис. 7. Пространственные распределения концентрации электронов ле в светоэрозионном приповерхностном парогазовом потоке в атмосферных условиях: а - (С2р4)„-мишень, Дт~42 не, >ч~800 нм, Г~40 Дж/см2, б - (СН20)„-мишень, Дт~75 не, Х,~800 нм, Ж~40 Дж/см2; и в вакууме: в - Си, Дт~27 не, 1,-800 нм, \У~5 Дж/см2; г - "Л, Дт~42 не, А.,-800 нм, Дж/см2

Рис. 8. К динамике лазерно-индуцированного гетерогенного парогазового потока: тенеграммы (а) и пространственно-временное распределение концентрации электронов пе (б) при лазерном воздействии с Я.5~213 нм, 1¥~0,113 Дж/см2 (/о~Ю7 Вт/см ) (длина белой вставки соответствует ~2 мм, временные интервалы соответствуют задержке экспозиции относительно лазерного воздействия)

а б

Рис. 9. Зависимость удельного механического импульса отдачи Ст (а) на поверхности (С2р4)„-мишени и эффективности преобразования энергии лазерного излучения в кинетическую энергию парогазового потока т| (6) от спектрально-энергетических параметров воздействия: 1 - Л,1~800 нм, 2 - Хг~400 нм, 3 - Ху-266 нм

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Для исследования многофакторных оптико-теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии конструкционных материалов в газо-вакуумных условиях в широком диапазоне регулировочных параметров оптического воздействия (энергии квантов и плотности мощности излучения) и температур, разработан комплекс экспериментально-диагностических модулей и методик:

а) разработаны и осуществлены методики экспериментального исследования оптических характеристик (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции) с использованием зондирующего синхротронного излучения в диапазоне энергий квантов Ьм~3,5-25 эВ, температур Г~77-1500 К в высоковакуумных (р~1СГб Па) условиях;

б) впервые разработаны и экспериментально апробированы методики:

- комплексной импульсной лазерной микроинтерферометрии поверхности твердотельных мишеней и светоэрозионных парогазовых потоков с высоким временным (А?~10-13 с) и пространственным (Дх—КГ6 м) разрешением;

- регистрации полного импульса светоэрозионных парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии на твердотельные мишени (с разрешением А/„<10"п Н-с);

- светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления.

2. Экспериментально определены оптические характеристики конструкционных материалов (спектральные коэффициенты отражения и поглощения, квантовый выход люминесценции металлов Ъх, Мо, Т£, ИЬ и диэлектриков полимерного ряда (С2Р4)„, (СН20)„) и их температурные

зависимости на Курчатовском источнике синхротронного излучения «Сибирь-1» и создан на их основе раздел базы экспериментальных данных оптико-теплофизических характеристик конструкционных материалов фотонных энергоустановок в неизученном диапазоне условий воздействия (интенсивность потока зондирующего излучения /~1012 фотон/см2-с в диапазоне энергий квантов hv~ 1- 10 эВ и температур Т~77-1150 К).

3. В результате комплексного экспериментального исследования и анализа оптико-теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии ряда конструкционных материалов (металлов, диэлектриков, оптических кристаллов) в диапазоне спектра Х.~213—1064 нм в газо-вакуумных условиях (р~10"2-105 Па) получены новые данные по:

а) спектрально-энергетическим порогам лазерной абляции, значения которых изменялись в диапазоне /а~106-1013 Вт/см2, Жа~2-10"3-7 Дж/см2, массово-расходным характеристикам (от/£~50-150 мкг/Дж) и скоростям светоэрозии (Уг~10"9-10"5 м/имп.) полимерных ((C2F4)„, (СН20)„) и металлических (Zr, Mo, Ti, Nb) мишеней;

б) полному (/м~Ю"8-10"4 Н-с) и удельному механическому импульсу отдачи (Ст~10"5-4-10^ Н-с/Дж) светоэрозионных парогазовых потоков на твердотельную мишень и спектрально-энергетической эффективности преобразования энергии мощного оптического излучения (/0~1013-Ю15 Вт/см ) в кинетическую энергию парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии;

в) динамике и макроструктуре приповерхностных светоэрозионных парогазовых потоков, полям температур (7М0*1—5 эВ) и давлений (р~105-108 Па) лазерно-индуцированных ударных волн в светоэрозионных парогазовых потоках, в том числе в условиях пространственного ограничения течения.

4. Выполнен критериальный анализ оптико-газодинамических характеристик светоэрозии в широком диапазоне регулировочных параметров и условий оптического воздействия (плотности мощности, длительности импульсов и длин волн интенсивного когерентного излучения - /0~Ю2-1016 Вт/см2, Т()5~Ю°-1 (Г14 с, Х~0,157-10,6 мкм, соответственно); установлен ряд критериальных зависимостей и определены оптимальные режимы оптического воздействия для достижения максимальных значений удельного массового расхода (1п(ИУ%)~1), удельного механического импульса отдачи (ln(fV/Wa)~l,5) и эффективности преобразования энергии лазерного излучения в кинетическую энергию парогазового потока (ln(W/W,a)~2).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Численное моделирование динамики температурных полей на плоских мишенях при нестационарном интенсивном лазерном воздействии / М.П.

Галанин [и др.]: препринт Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН. М., 2008. № 61. 31 с.

2. Использование коротковолнового синхротронного излучения для измерения квантового выхода и спектра возбуждения люминесценции полимеров / С.Н. Иванов [и др.] // Журнал прикладной спектроскопии. 2009. Т. 76, № 5. С. 779-783.

3. Иванов С.Н., Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Исследование оптических характеристик конструкционных материалов фотонных энергоустановок на источнике синхротронного излучения. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Естественные науки. 2010. № 1. С. 80-88.

4. Иванов С.Н., Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Исследование спектральных коэффициентов отражения конденсированных сред полимерного ряда в коротковолновой области спектра // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Приборостроение. 2010. № 1. С. 41-52.

5. Иванов С.Н., Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Исследование оптических характеристик полимеров в вакуумном ультрафиолете // Приборы и техника эксперимента. 2010. № 3. С. 91-96.

6. Экспериментальное исследование оптико-газодинамических процессов абляции полимерных материалов ультракороткими лазерными импульсами / Е.Ю. Локтионов [и др.] // Краткие сообщения по физике. 2010. № 3. С. 3134.

7. Иванов С.Н., Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Исследование оптико-теплофизических характеристик конденсированных сред полимерного ряда в высоковакуумных условиях // Теплофизика высоких температур. 2010. Т. 48, № 3. С. 361-367.

8. Экспериментально-диагностический модуль для сверхскоростной комбинированной интерферометрии процессов взаимодействия ультракоротких лазерных импульсов с конденсированными средами в вакууме / Е.Ю. Локтионов [и др.] // Приборы и техника эксперимента. 2010. № 3. С. 104-110.

9. Методика экспериментального определения удельного механического импульса отдачи при фемтосекундной лазерной абляции конденсированных сред в вакууме / Е.Ю. Локтионов [и др.] // Приборы и техника эксперимента. 2010. №4. С. 140-144.

Ю.Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Светоэрозионный метод генерации пылевых газово-плазменных потоков высокого давления // Приборы и техника эксперимента. 2010. № 4. С. 145-149.

11.Энергетическая эффективность фемтосекундной лазерной абляции тугоплавких металлов в вакууме / Е.Ю. Локтионов [и др.] // Журнал прикладной спектроскопии. 2010. Т. 77, № 4. С. 604-611.

^.Экспериментальное исследование спектрально-энергетической

эффективности фемтосекундной лазерной абляции металлов / Е.Ю. Локтионов [и др.] // Прикладная физика. 2010. № 5. С. 32-39.

13. Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. О критериях подобия опто-газодинамических характеристик лазерной абляции // Инженерная физика. 2010. № 8. С. 3-12.

14.Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Исследование динамики и макроструктуры лазерно-индуцированных оптических разрядов с аблирующей стенкой // Инженерная физика. 2010. № 8. С. 13-23.

15.0 генерации лазерно-индуцированных пылевых структур в газово-плазменных потоках сложного химического и ионизационного состава /Е.Ю. Локтионов [и др.] //Доклады Академии наук. 2010. Т. 433, № 1. С. 3841.

16.Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. О температурной зависимости оптических характеристик конденсированных сред в вакууме //Инженерная физика. 2011. № 11. С. 3-8.

17.Иванов С.Н., Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Исследование спектральных коэффициентов преломления и поглощения конденсированных сред полимерного ряда в коротковолновой области спектра в вакууме // Прикладная физика. 2010. № 6. С. 12-19.

^.Экспериментальное исследование опто-механических характеристик фемтосекундной лазерной абляции полимеров в атмосферных и вакуумных условиях / Е.Ю. Локтионов [и др.] // Письма в Журнал технической физики. 2010. Т. 36, №13. С. 8-15.

19.0 спектрально-энергетической эффективности фемтосекундной лазерной абляции полимеров / Е.Ю. Локтионов [и др.] // Доклады Академии наук. 2010. Т. 434, № 1. С. 38-41.

20.Исследование оптико-теплофизических и газодинамических характеристик фемтосекундной лазерной абляции конструкционных материалов полимерного ряда / Е.Ю. Локтионов [и др.] // Теплофизика высоких температур. 2010. Т. 48, № 5. С. 766-778.

Опубликовано также 17 печатных работ в сборниках тезисов докладов,

материалов и трудов всероссийских и международных конференций,

упомянутых в разделе «Апробация работы».

Подписано к печати "^2010. Заказ № б/6> Объем 1 печ. л. Тираж 100 экз. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5 (499) 263-62-01

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ФЕНОМЕНОЛОГИЯ, ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОФАКТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ СВЕТОЭРОЗИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ФОТОННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ.

1.1. Феноменология.

1.2. О расчетно-теоретическом анализе физико-химических процессов светоэрозии конденсированных сред.

1.3. О методиках экспериментального исследования оптических, теплофизических, газодинамических и оптико-механических процессов светоэрозии.

1.4. Краткие выводы.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ФОТОННЫХ ЭНЕРГОДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР И ЭНЕРГИЙ КВАНТОВ.

2.1. Особенности использования синхротронного излучения для исследования оптических характеристик конденсированных веществ.

2.2. Экспериментальное исследование спектральных коэффициентов отражения и поглощения твердотельных мишеней в УФ-ВУФ диапазоне спектра на Курчатовском источнике синхротронного излучения

2.3. Экспериментальное исследование квантового выхода и спектров возбуждения люминесценции полимерных мишеней в УФ-ВУФ области спектра.

2.4. Краткие выводы.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ НА ПОВЕРХНОСТИ

КОНДЕНСИРОВАННЫХ МИШЕНЕЙ ПРИ ЛАЗЕРНОМ

ВОЗДЕЙСТВИИ.

3.1. Экспериментальные условия и методики определения динамики формы кратера на поверхности светоэрозионных мишеней и массового расхода конденсированного вещества.

3.2. Экспериментальное исследование спектрально-энергетических порогов лазерной абляции в газовакуумных условиях.

3.3. Исследование оптико-теплофизических процессов на поверхности аблирующих мишеней в сверхсильных лазерных полях.

3.4. Краткие выводы.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ И МАКРОСТРУКТУРЫ

СВЕТОЭРОЗИОННЫХ ПАРОГАЗОВЫХ ПОТОКОВ В

ПРИПОВЕРХНОСТНОЙ ЗОНЕ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ

МИШЕНЕЙ В ГАЗО-ВАКУУМНЫХ УСЛОВИЯХ.

4.1. Экспериментальные условия и технологии исследования приповерхностных светоэрозионных потоков.

4.2. Динамика и макроструктура парогазовых потоков при наносекундной лазерной абляции.

4.3. Экспериментальное исследование радиально ограниченных светоэрозионных потоков.

4.4. Исследование особенностей динамики и макроструктуры потоков при фемтосекундной лазерной абляции.

4.5. О динамике и макроструктуре гетерогенных светоэрозионных парогазовых потоков.

4.6. Краткие выводы.

Глава 5. Исследование критериальных зависимостей спектрально-энергетической эффективности процессов светоэрозии конденсированных сред от регулировочных параметров и условий оптического воздействия.

5.1. О влиянии энергии квантов, длительности и частоты повторения импульсов излучения, давления и химического состава буферного газа на динамику процессов светоэрозии конденсированных сред.

5.2. Критерии подобия оптико-газодинамических характеристик процессов светоэрозии.

5.3. Краткие выводы.

Явление светоэрозйи (многофакторного разрушения конденсированных сред под действием интенсивных потоков УФ-ИК излучения, сопровождающееся как модификацией оптико-механических характеристик поверхности, так и генерацией светоэрозионных парогазовых потоков) проявляется в широком спектре энергогенерирующих и энергопреобразующих устройств и систем высокой плотности мощности и рассматривается не только как фактор, обуславливающий их ресурс, функциональные возможности, рабочие и регулировочные характеристики (предельные температуры и давления, тягово-энергетические параметры и др. [1]), но и как эффективный способ генерации и нагрева активных сред фотонных энергодвигательных установок [2, 3], в их числе: оптические ускорители и оптические плазмотроны [4], лазерные инжекторы парогазовых потоков [5] и термоэмиссионные оптические преобразователи [6], солнечные тепловые ракетные двигатели [7], светоэрозионные устройства газовой защиты оптических трактов энергоустановок, светоэрозионные технологии модификации поверхности и размерной обработки конструкционных материалов [8] и др.

Актуальность темы исследования

Разработка и создание являющихся элементами ряда критических технологий (нетрадиционные возобновляемые источники энергии и новые методы её преобразования и аккумулирования, ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений, лучевые технологии, технологии высокоточной навигации и управления движением и др.) фотонных энергодвигательных установок с высокояркостными источниками мощного оптического излучения (Л^-Ю15 Вт, £„~102-104 Дж) в широком спектральном

14- — 1 2 диапазоне (А/-10 -10 нм, М/~10 -10 эВ), в том числе, энергетических

22 2 установок и систем с плотностью потока излучения до /о~Ю Вт/см и

3 —17 длительностью оптического воздействия то,5~10 -10 с стимулируют проведение в ведущих научных центрах мира активных исследований оптических, газодинамических, опто-механических и теплофизических процессов светоэрозии в широком диапазоне параметров оптического воздействия, в различных газо-вакуумных условиях.

В высокотемпературной теплофизике и неравновесной термодинамике светоэрозионные (в том числе — лазерные) методы исследования свойств вещества и светоиндуцированных фазовых переходов («твердое тело-жидкость-газ-плазма» в широком диапазоне параметров оптического воздействия высокой плотности мощности (/0~Ю -10 Вт/см ) в диапазоне спектра от инфракрасного до мягкого рентгеновского), создание соответствующих баз оптико-теплофизических данных и фундаментальные исследования механизмов светоэрозии конденсированных сред и способов управления масс-расходными и динамическими характеристиками и параметрами светоэрозионных потоков вещества представляют особый интерес и практическую значимость.

Исследование многофакторных процессов светоэрозии новых конструкционных материалов (на основе элементов полимерного ряда и оксидов с особыми оптико-теплофизическими свойствами) в перспективных принципиально новых фотонных энергодвигательных устройствах и системах, помимо общефизического [9], представляет несомненный практический интерес в связи с необходимостью решения актуальных задач теплообмена излучением в резко неоднородных и неравновесных средах различного химического и ионизационного состава [10, 11]. Экспериментальные исследования оптико-теплофизических, газодинамических, фотофизических и фотохимических процессов светоэрозии конденсированных сред связаны с существенными методическими и инструментальными трудностями, в том числе - с необходимостью разработки диагностических средств и прецизионных экспериментальных методик исследования этих процессов в широком диапазоне регулировочных параметров оптического воздействия плотности энергии и мощности, длительности и частоты следования импульсов, длины волны излучения) [12-14].

Следует отметить, что высокие затраты на проведение фундаментальных экспериментальных исследований, непрерывно расширяющийся спектр представляющих практический интерес конструкционных материалов и активных сред фотонных энергоустановок, а также диапазон регулировочных параметров и условий оптического воздействия обуславливают прикладной характер и узкую направленность большинства работ, посвященных исследованию многофакторных процессов светоэрозии (Я. Зпшуаэап -фотолитография полимеров, 8. АтошБО - лучевая обработка прозрачных диэлектриков, С.И. Кудряшов - технологии лазерной обработки в жидкостях и др.). При этом, известные многочисленные расчетно-теоретические модели объективно являются полуэмпирическими, поэтому не могут рассматриваться в качестве альтернативы экспериментальным исследованиям многофакторных процессов светоэрозии конденсированных сред в широком диапазоне параметров и условий оптического воздействия. Единственным примером обобщения большого числа результатов экспериментальных исследований многофакторных процессов светоэрозии являются работы К. Фиппса (С.Я. РЫррэ) и Т. Липперта (Т. 1лррег1), посвященные анализу характеристик перспективных лазерных ракетных двигателей. Для корректного анализа спектрально-энергетической эффективности и оптико-газодинамических характеристик светоэрозии конденсированных сред необходимы данные и об оптико-теплофизических свойствах облучаемых мишеней в неизученном диапазоне параметров оптического воздействия.

Класс технических устройств, где востребованы результаты данной работы непрерывно расширяется: это и солнечные тепловые ракетные двигатели, лазерные ускорители и инжекторы, термоэмиссионные оптические преобразователи энергии и др. Особый интерес представляют данные результаты для осуществления целого ряда светоэрозионных технологий модификации поверхности и обработки конструкционных материалов в поле интенсивного оптического излучения. Более 50 проектов РАН и Минобрнауки непосредственно связаны с исследованиеми процессов светоэрозии и лазерной абляции.

Диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию и анализу оптических, теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии конденсированных сред и характеристик приповерхностных светоэрозионных парогазовых потоков в условиях интенсивных световых полей (/0~107-Ю15 Вт/см2).

Цели и задачи исследования

Целью данной работы является комплексное экспериментальное исследование и анализ многофакторных оптико-теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии конструкционных материалов (полимеров, металлов и оксидов) фотонных энергодвигательных установок высокой плотности мощности в неизученном диапазоне параметров оптического воздействия и создание на их основе тематических разделов соответствующих баз экспериментальных и расчетно-теоретических данных.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- анализ феноменологии многофакторных процессов светоэрозии, развитых методов их численного и физического моделирования, областей применимости и инструментального осуществления диагностических методов;

- разработка комплекса экспериментальных модулей и диагностических методик для исследования многофакторных оптико-теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии конденсированных сред в газовакуумных условиях в широком диапазоне регулировочных параметров оптического воздействия, включая методики:

1) экспериментального исследования оптических характеристик (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции) с использованием зондирующего синхротронного коротковолнового оптического излучения в диапазоне энергий квантов /гу~3,5-25 эВ, температур 7-77-300 К в высоковакуумных условиях 1О6 Па;

2) комплексной импульсной лазерной микроинтерферометрии поверхности конденсированных веществ и приповерхностных светоэрозионных парогазовых потоков (с высоким пространственно-временным разрешением);

3) регистрации полного механического импульса отдачи светоэрозионных парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии на твердотельные мишени;

4) светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления;

- создание базы экспериментальных данных оптических характеристик (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции и их температурных зависимостей) конструкционных материалов фотонных энергодвигательных установок в неизученном диапазоне условий многофакторного воздействия;

- экспериментальное определение спектрально-энергетических порогов лазерной абляции, массово-расходных характеристик и скоростей светоэрозии полимерных ((СгР^п, (СНгО)п) и металлических (7х, Мо, Тл, N1?) мишеней в газо-вакуумных условиях,

- экспериментальное исследование полного и удельного механического

13 импульса отдачи и эффективности преобразования энергии мощного /о>10 -1015 Вт/см2) излучения УФ-ИК диапазона в кинетическую энергию светоэрозионных парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии;

- экспериментальное исследование и анализ динамики и макроструктуры, полей температур и давлений лазерно-индуцированных ударных волн в светоэрозионных парогазовых потоках, в том числе в условиях пространственного ограничения течения.

- - критериальный анализ оптико-газодинамических характеристик многофакторных процессов светоэрозии конденсированных сред в широком диапазоне регулировочных параметров и условий оптического воздействия.

Научная новизна результатов работы

1. Впервые разработаны и инструментально осуществлены методики:

- прецизионной лазерной импульсной комбинированной микроинтерферометрии поверхности и приповерхностной зоны твердотельных мишеней с высоким пространственно-временным разрешением (Дх~106 м л 11

А/г~2-10 м), Лт~10 с); разработана оптическая схема регистрации динамики массового расхода с поверхности облучаемой конденсированной мишени (Лт~10~и г);

- регистрации полного механического импульса отдачи (с разрешением Д/„<10"п Н-с) светоэрозионных парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии на твердотельные мишени;

- светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления;

2. Разработаны и инструментально осуществлены методики:

- экспериментального исследования оптических характеристик (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции) с использованием зондирующего синхротронного излучения в диапазоне энергий квантов М/~3,5-25 эВ, температур Г-77-300 К в высоковакуумных условиях р~ 10-6 Па;

- решен ряд диагностических задач, связанных с регистрацией эмиссионных характеристик конденсированных веществ и светоэрозионных парогазовых потоков в условиях до и сверхпорогового для развитого испарения режима светового воздействия.

3. В результате комплексного экспериментального исследования и анализа оптико-теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии ряда конденсированных мишеней (металлы, диэлектрики, оптические кристаллы) в широком диапазоне регулировочных параметров и условий оптического воздействия (плотности мощности /0 ~ 10 — 1016 Вт/см2, времени воздействия т0.5~100-10-14 с и длин волн излучения 1-0,157-10,6 мкм) в газо-вакуумных условиях получены новые данные по: а) спектрально-энергетическим порогам лазерной абляции, массово-расходным характеристикам и скорости светоэрозии полимерных ((С2р4)п, (СН20)п) и металлических (7,г, Мо, Т1,1ЧЬ) мишеней; б) полному и удельному механическому импульсу отдачи и

13 15 эффективности преобразования энергии мощного излучения

Вт/см ) в кинетическую энергию светоэрозионных парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии; в) динамике и макроструктуре, полям температур и давлений лазерно-индуцированных ударных волн в светоэрозионных парогазовых потоках, в том числе в условиях пространственного ограничения течения.

4. Создана база экспериментальных данных оптических характеристик спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции и их температурных зависимостей) конструкционных материалов (металлов 7х, Мо, Т1, №> и диэлектриков полимерного ряда (С2174)п,

СНгО)п) фотонных энергодвигательных установок в неизученном диапазоне

12 условий воздействия (интенсивность потока зондирующего излучения 10 фотон/см2-с в диапазоне энергий квантов /гу~1-10 эВ и температур Г~77—1150 К).

5. Выполнен параметрический анализ оптико-газодинамических характеристик многофакторных процессов светоэрозии конденсированных сред в широком диапазоне параметров и условий оптического воздействия (плотности мощности, длительности импульсов и длин волн излучения -/0~102-1016 Вт/см2, т0.5~10°-1(Г14 сД ~ 0,157-10,6 мкм, соответственно).

Практическая значимость результатов исследования

Полученные результаты, с учетом комплексной оптико-теплофизической характеризации исследуемых конструкционных материалов, включающей определение спектрально-энергетических порогов лазерной абляции, оптико-газодинамических и масс-расходных характеристик светоэрозии мишеней (Т1, Ъх, N1?, Мо, (СН20)п, (С2Р4)П), позволяют определить эффективность процессов их светоэрозии в широком диапазоне параметров оптического воздействия, что необходимо для количественного описания всех стадий преобразования энергии при светоэрозии конденсированных сред в рабочих процессах фотонных энергодвигательных установок, представляющих, помимо общефизического, и несомненный практический интерес для решения актуальных задач разработки фотонных энергодвигательных и технологических установок и систем высокой плотности мощности. Так, например, анализ экспериментальных данных о величине спектрально-энергетических порогов испарения и ионизации конденсированных сред позволил впервые предложить и осуществить новый метод светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления с регулируемым коэффициентом поглощения ИК-УФ излучения.

Достоверность результатов выполненных исследований обеспечивается системой метрологического контроля использованного оборудования, дублированием применяемых диагностических методов, статистической обработкой результатов исследований и подтверждается повторяемостью полученных результатов, их сравнением с опубликованными экспериментальными данными и результатами численного моделирования и теоретического анализа многофакторных процессов светоэрозии конденсированных сред.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Разработанные методики: комплексной импульсной лазерной микроинтерферометрии поверхности конденсированных веществ и светоэрозионных парогазовых потоков (с

13 —6 высоким временным 10 с и пространственным Ах~ 10 м разрешением); регистрации полного механического импульса отдачи (с разрешением Д/мСЮ"11 Н-с) светоэрозионных парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии на твердотельные мишени; светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления;

2. Результаты экспериментального определения оптических характеристик (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, спектров возбуждения люминесценции) конструкционных материалов фотонных энергоустановок высокой плотности мощности в диапазоне энергий квантов /гV— 1—15 эВ и температур Г-77-1100 К на Курчатовском источнике синхротронного излучения.

3. Результаты экспериментального определения оптико-газодинамических характеристик при воздействии нано- и фемтосекундных импульсов УФ-БИК лазерного излучения на конденсированные среды: спектрально-энергетических порогов светоэрозии; пространственно-временных полей концентрации электронов и скоростных характеристик парогазовых потоков; скоростей распространения, давлений и температур лазерно-индуцированных ударных волн в окружающей газовой среде; эффективности преобразования энергии когерентного излучения в кинетическую энергию светоэрозионного парогазового потока и энергию ударной волны.

4. Результаты критериального анализа оптико-газодинамических характеристик процессов светоэрозии конденсированных мишеней и определение режимов воздействия, обеспечивающих достижение максимальных значений удельного массового расхода, удельного механического импульса отдачи и эффективности преобразования энергии когерентного излучения в кинетическую энергию парогазового потока.

Апробация работы

Результаты исследований докладывались на 16 и 17 школах-семинарах молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева (2007 г, Санкт-Петербург; 2009 г., Жуковский), 24 международной конференции «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество» (2009 г., п. Эльбрус), 6 международной конференции «Лучевые технологии и применение лазеров» (2009 г., Санкт-Петербург), 5 международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии (2008 г., Иваново), 13 международной конференции по физике неидеальной плазмы (2009 г., Черноголовка), 3 всероссийской молодежной школе-семинаре с международным участием «Инновационные аспекты фундаментальных исследований по актуальным проблемам физики» (2009 г., Москва-Троицк), 5 российской национальной конференции по теплообмену (2010 г., Москва). По результатам исследований опубликовано 20 статей в рецензируемых научных журналах и 15 печатных работ в сборниках тезисов докладов, материалов и трудов всероссийских и международных конференций.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, изложена на 245 страницах, включает 64 рисунка, 5 таблиц, список использованной литературы включает 434 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Для исследования многофакторных оптико-теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии конденсированных сред в газовакуумных условиях в широком диапазоне регулировочных параметров оптического воздействия, температур, энергии квантов и плотности мощности излучения при непосредственном участии автора разработан комплекс экспериментально-диагностических модулей и методик: а) разработаны методики экспериментального исследования оптических характеристик (спектральных коэффициентов отражения и поглощения, квантового выхода люминесценции) с использованием зондирующего синхротронного излучения в диапазоне энергий квантов М/~3,5-25 эВ, температур 77-300 К в высоковакуумных (р~10"6 Па) условиях; б) впервые разработаны и экспериментально апробированы методики:

- комплексной импульсной лазерной микроинтерферометрии поверхности конденсированных веществ и светоэрозионных парогазовых потоков с высоким временным (Д?~10-13 с) и пространственным (Ах-10-6 м) разрешением;

- регистрации полного импульса светоэрозионных парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии на твердотельные мишени (с разрешением А/М<10"п Н-с);

- светоэрозионной генерации гетерогенных парогазовых потоков высокого давления.

2. Экспериментально определены оптические характеристики (спектральные коэффициенты отражения и поглощения, квантовый выход люминесценции) и их температурные зависимости для конденсированных сред (металлов Ъх, Мо, Л, ЫЬ и диэлектриков полимерного ряда (СгР^п, (СН20)п) на Курчатовском источнике синхротронного излучения «Сибирь-1» и создана на их основе база экспериментальных данных оптико-теплофизических характеристик конструкционных материалов фотонных энергодвигательных установок в неизученном диапазоне условий воздействия (интенсивность

12 2 потока зондирующего излучения / ~ 10 фотон/см -с в диапазоне энергий квантов hv~l— 10 эВ и температур Г-77-1150 К).

3. В результате комплексного экспериментального исследования и анализа оптико-теплофизических, газодинамических и опто-механических процессов светоэрозии ряда конденсированных мишеней (металлы, диэлектрики, оптические кристаллы) в диапазоне спектра 1-213-1064 нм в газо-вакуумных условиях (р~10"2-105 Па) получены новые данные по: а) спектрально-энергетическим порогам лазерной абляции, значения которых

1 л <у изменялись в диапазоне /а~10 -10 Вт/см, Жа~2-10"-7 Дж/см, массово-расходным характеристикам (w/£~50-150 мкг/Дж) и скоростям светоэрозии (/г—10-9—10-5 м/имп.) полимерных ((C2F4)n, (СН20)П) и металлических (Zr, Mo, Ti, Nb) мишеней; б) полному (/м~10"8-10"4 Н-с) и удельному механическому импульсу отдачи , (Cm~ 1• 10"4 Н-с/Дж) светоэрозионных парогазовых потоков на конденсированную мишень и эффективности преобразования энергии

1С л мощного оптического излучения (/0~ 10 -10 Вт/см ) в кинетическую энергию парогазовых потоков при фемтосекундном лазерном воздействии; в) динамике и макроструктуре приповерхностных светоэрозионных парогазовых потоков, полям температур (Г~101-5 эВ) и давлений (р~105-108 Па) лазерно-индуцированных ударных волн в светоэрозионных парогазовых потоках, в том числе в условиях пространственного ограничения течения.

4. Выполнен критериальный анализ оптико-газодинамических характеристик светоэрозии конденсированных сред в широком диапазоне регулировочных параметров и условий оптического воздействия (плотности мощности, длительности импульсов и длин волн интенсивного когерентного излучения - /о~Ю2-1016 Вт/см2, t0.5~100-10~14 с, 157-10,6 мкм, соответственно); установлен ряд критериальных зависимостей и определены оптимальные режимы оптического воздействия для достижения максимальных значений удельного массового расхода (1п(Ж/РГа)~1), удельного механического импульса отдачи (1п(Ж/^а)~1>5) и эффективности преобразования энергии лазерного излучения в кинетическую энергию парогазового потока (1п(Ж/Жа)~2).

1. Резунков Ю.А. Адаптивные лазерные системы реактивной тяги, создаваемой при взаимодействии излучения с веществами СНО-химического состава: Диссертация. доктора технических наук. Сосновый бор, 2006. 259 с.

2. Прохоров A.M., Бункин Ф.В. Использование лазерного источника энергии для создания реактивной тяги // УФН. 1976. Т. 119, № 3. С. 425446.

3. Hybrid solar and laser propulsion / M.M. Michaelis et al. // High-Power Laser Ablation IV. Taos (NM, USA), 2002. P. 766-773.

4. Zepf M., Robinson A.P.L. Laser driven ion accelerators current status and perspective // Proceedings of the Thirteenth Advanced Accelerator Concepts Workshop. Santa Cruz (CA, USA), 2009. P. 21-28.

5. Протасов Ю.С., Протасов Ю.Ю. Об эффективности двухкаскадного ускорения активных рабочих сред космических лазерных микродвигателей // ДАН. 2002. Т. 387, № 5. С. 620-623.

6. Time-resolved electron-temperature measurement in a highly excited gold target using femtosecond thermionic emission / X.Y. Wang et al. // Physical Review B. 1994. V. 50, № 11. P. 8016-8019.

7. Sahara H., Shimizu M. Solar Thermal Propulsion Investigation Activities in NAL // Second International Symposium on Beamed Energy Propulsion. Sendai (Japan), 2004. P. 322-333.

8. The Theory of Laser Materials Processing / Ed. by J. Dowden. Dordrecht: Springer, 2009. 389 p.

9. Fundamental processes in nanosecond pulsed laser ablation of metals in vacuum / P. Ecija et al. // Physical Review A. 2008. V. 77, № 3. P. 0329048.

10. Mullenix N., Povitsky A. Exploration of pulse timing for multiple laser hits within a combined heat transfer, phase change, and gas dynamics model for laser ablation // Applied Surface Science. 2007. V. 253, № 15. P. 6366-6370.

11. D'Couto G.C., Babu S.V. Heat transfer and material removal in pulsed excimer-laser-induced ablation pulsewidth dependence // Journal of Applied Physics. 1994. V. 76, № 5. P. 3052-3058.

12. Aragyn C., Aguilera J.A. Characterization of laser induced plasmas by optical emission spectroscopy: A review of experiments and methods // Spectrochimica Acta Part B. 2008. V. 63, № 9. P. 893-916.

13. Ushida H., Takada N., Sasaki K. Diagnostics of liquid-phase laser ablation plasmas by spectroscopic methods // Journal of Physics. Conference Series. 2007. V. 59. P. 563-566.

14. Hauer M.R. Laser ablation of polymers studied by time resolved methods: A dissertation. Zurich, 2004. 177 p.

15. Laser Ablation and its Applications / Ed. by C.R. Phipps. New York: Springer Science, 2007. 588 p.

16. Laser Ablation and Desorption / Ed. by R.F. Haglund, J.C. Miller. London: Academic Press, 1998. 689 p.

17. Laser ablation mechanisms and applications / Ed. by R.F. Haglund, J.C. Miller. Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag, 1991. 360 p.

18. Булгакова H.M. Исследование динамики и механизмов лазерной абляциив режимах мили-, нано- и фемтосекундных импульсов: Диссертация. доктора физико-математических наук. Новосибирск, 2002. 388 с.

19. Isolated sub-30-as pulse generation of an He+ ion by an intense few-cycle chirped laser and its high-order harmonic pulses / P.-C. Li et al. // Physical Review A. 2009. V. 80, № 5. P. 053825.

20. Low-threshold ablation of dielectrics irradiated by picosecond soft x-ray laser pulses / A.Y. Faenov et al. // Applied Physics Letters. 2009. V. 94, № 23. P. 231107-3.

21. Ablation of Organic Molecular Solids by Focused Soft X-Ray Free-Electron Laser Radiation / J. Chalupsky et al. // X-Ray Lasers. 2007. V. 206. P. 503510.

22. Winterberg F. Propulsion application of non-neutronic fusion chain reactions in Petawatt laser ignited shear flow stabilized dense plasma z-pinches // Acta Astronáutica. 2000. V. 46, № 8. P. 551-554.

23. Влияние длительности импульса на графитизацию алмаза в процессе лазерной абляции / В.В. Кононенко и др. // Квантовая электроника. 2005. Т. 35, № 3. С. 252-256.

24. Amoruso S., Schou J., Lunney J. Influence of the atomic mass of the background gas on laser ablation plume propagation // Applied Physics A. 2008. V. 92, №4. P. 907-911.

25. The effect of ambient pressure on laser-induced silicon plasma temperature, density and morphology / J.S. Cowpe et al. // Journal of Physics D. 2009. V. 42, № 16. P. 165202.

26. Expansion of a laser plume from a silicon wafer in a wide range of ambient gas pressures / A. Volkov et al. // Applied Physics A. 2008. V. 92, № 4. P. 927932.

27. Characterization of laser ablation of polymethylmethacrylate at different laser wavelengths / L. Torrisi et al. // Radiation Effects and Defects in Solids. 2008. V. 163, № 3. P. 179 187.

28. Theory analysis of wavelength dependence of laser-induced phase explosion of silicon / Q. Lu et al. // Journal of Applied Physics. 2008. V. 104, № 8. P. 083301-7.

29. Oguchi H., Sakka Т., Ogata Y.H. Effects of pulse duration upon the plume formation by the laser ablation of Cu in water // Journal of Applied Physics. 2007. V. 102, № 2. P. 023306-6.

30. Fluid modeling of the laser ablation depth as a function of the pulse duration for conductors / S. Laville et al. // Physical Review E. 2002. V. 66, № 6. P. 066415-7.

31. Yoshida E., Shimizu N., Nakazawa M. A 40-GHz 0.9-ps regeneratively mose-locked fiber laser with a tuning range of 1530-1560 nm // IEEE Photonics Technol. Lett. 1999. V. 11, № 12. P. 1587-1589.

32. Femtosecond-Laser-Induced Nanocavitation in Water: Implications for Optical Breakdown Threshold and Cell Surgery / A. Vogel et al. // Physical Review Letters. 2008. V. 100, № 3. P. 038102-4.

33. Geints Y.E., Zemlyanov A.A. On the focusing limit of high-power femtosecond laser pulse propagation in air // The European Physical Journal D. 2009. V. 55, № 3. P. 745-754.

34. Starilc A.M. Mechanisms of nonstationaiy self-focusing during pulse IR laser radiation propagation in a gaseous medium // High-Power Laser Ablation II. Osaka, 2000. P. 82-93.

35. Влияние нелинейного рассеяния света в воздухе на абляцию материалов фемтосекундными лазерными импульсами / С.М. Климентов и др. // Квантовая электроника. 2002. Т. 32, № 5. С. 433^36.

36. Лазерная абляция политетрафторэтилена / П.Н. Гракович и др. // Российский химический журнал. 2008. Т. 52, № 3. С. 97-105.

37. Действие излучения большой мощности на металлы / С.И. Анисимов и др.. М.: Наука, 1970. 272 с.

38. Ready J.F. Effects of high-power laser radiation. New York: Academic Press, 1971.433 p.

39. Медленное горение лазерной плазмы и стационарный оптический разряд в воздухе / И.А. Буфетов и др. // Медленное горение лазерной плазмы и оптические разряды (Труды ИОФАН, Т. 10). М.: Наука, 1988. С. 3-74.

40. Федоров В.Б. Квазистационарные оптические разряды на твердых мишенях // Медленное горение лазерной плазмы и оптические разряды (Труды ИОФАН, Т. 10). М.: Наука, 1988. С. 75-126.

41. Sobol E.N. Phase transformations and ablation in laser-treated solids. New York: Wiley, 1995. 332 p.

42. Anisimov S., Bityurin N., Luk'yanchuk B. Models for Laser Ablation // Photo-Excited Processes, Diagnostics and Applications. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2004. P. 121-159.

43. Gross M. Comprehensive Numerical Simulation of Laser Materials Processing // The Theory of Laser Materials Processing. Dordrecht: Springer, 2009. P. 339-380.

44. Bauerle D. Laser processing and chemistry. Berlin: Springer-Verlag, 2000. 738 p.

45. Toftmann В., Schou J., Lunney J.G. Dynamics of the plume produced by nanosecond ultraviolet laser ablation of metals // Physical Review B. 2003. V. 67, № 10. P. 104101-5.

46. Krueger J., Kautek W. Femtosecond-pulse visible laser processing of transparent materials // Applied Surface Science. 1996. V. 96-98. P. 430-438.

47. Rosenfeld A., Campbell E.E.B. Picosecond UV-laser ablation of Au and Ni films // Applied Surface Science. 1996. V. 96-98. P. 439-442.

48. Femtosecond laser ablation of gallium arsenide investigated with time-offlight mass spectroscopy / A. Cavalleri et al. // Applied Physics Letters. 1998. V. 72, № 19. P. 2385-2387.

49. Laser-Induced Damage in Dielectrics with Nanosecond to Subpicosecond Pulses / B.C. Stuart et al. // Physical Review Letters. 1995. V. 74, № 12. P. 2248.

50. Nanosecond-to-femtosecond laser-induced breakdown in dielectrics / B.C. Stuart et al. // Physical review B. 1996. V. 53, № 4. P. 1749.

51. Feurer Т., Langhoff H. A thermal model for the ablation of polymers by lasers and high intensity ion pulses // Applied Physics A. 1996. V. 63, № 1. P. 13-17.

52. CRC Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton: Taylor and Francis, 2007. 2388 p.

53. Models for Laser Ablation of Polymers / N. Bityurin et al. // Chemical Reviews. 2003. V. 103, № 2. P. 519-552.

54. Анисимов С.И., Лукьянчук B.C. Избранные задачи теории лазерной абляции // УФН. 2002. Т. 172, № 3. С. 301-333.

55. Photochemical cleavage of a polymeric solid: details of the ultraviolet laser ablation of poly(methyl methacrylate) at 193 nm and 248 nm / R. Srinivasan et al. // Macromolecules. 1986. V. 19, № 3. P. 916-921.

56. Conforti P.F., Prasad M., Garrison B.J. Elucidating the Thermal, Chemical, and Mechanical Mechanisms of Ultraviolet Ablation in Poly(methyl methacrylate) via Molecular Dynamics Simulations // Acc. Chem. Res. 2008. V. 41, № 8. P. 915-924.

57. Kiiper S., Brannon J., Brannon K. Threshold behavior in polyimide photoablation: Single-shot rate measurements and surface-temperature modeling //Applied Physics A. 1993. V. 56, № 1. P. 43-50.

58. Excimer lasers / Ed. by L.D. Laude. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1994. 495 p.

59. Lippert T. Photopolymers Designed for Laser Ablation: Ablation Mechanisms and Applications: A dissertarion. Zurich, 2002. 236 p.

60. Arnold N., Luk'yanchuk В., Bityurin N. A fast quantitative modelling of ns laser ablation based on non-stationary averaging technique // Applied Surface Science. 1998. V. 127-129. P. 184-192.

61. Temperature measurements of polyimide during KrF excimer laser ablation / D.P. Brunco et al. // Journal of Applied Physics. 1992. V. 72, № 9. P. 4344-4350.

62. Martan J., Cibulka O., Semmar N. Nanosecond pulse laser melting investigation by IR radiometry and reflection-based methods // Applied Surface Science. 2006. V. 253, № 3. P. 1170-1177.

63. Lasers et technologies femtosecondes / Ed. par M. Sentis, O. Utéza. Saint-Etienne: PU Saint-Etienne, 2005. 466 p.

64. Boulmer-Leborgne C., Benzerga R., Perrière J. Nanoparticle Formation by Femtosecond Laser Ablation // Laser-Surface Interactions for New Materials Production. Berlin: Springer, 2010. P. 125-140.

65. Hiittner B. Femtosecond Laser Puise Interactions with Metals // The Theory of Laser Materials Processing. Dordrecht: Springer Science, 2009. P. 315-337.

66. Reif J. Basic Physics of Femtosecond Laser Ablation // Laser-Surface Interactions for New Materials Production. Berlin: Springer, 2010. P. 19-41.

67. Micro Material Processing Using UV Laser and Femtosecond Laser / H. Tônshoff et al. // Initiatives of Precision Engineering at the Beginning of a Millennium. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2001. P. 62-66.

68. Groeneveld R.H.M., Sprik R., Lagendijk A. Femtosecond spectroscopy of electron-electron and electron-phonon energy relaxation in Ag and Au //Physical reviewB. 1995. V. 51, № 17. P. 11433.

69. Hopkins P.E., Norris P.M. Contribution of Ballistic Electron Transport to Energy Transfer During Electron-Phonon Nonequilibrium in Thin Metal Films // Journal of Heat Transfer. 2009. V. 131, № 4. P. 043208-8.

70. Ultrafast electron dynamics at metal surfaces: Competition between electron-phonon coupling and hot-electron transport / M. Bonn et al. // Physical review B. 2000. V. 61, №2. P. 1101.

71. Temperature scaling of hot electrons produced by a tightly focused relativistic-intensity laser at 0.5 kHz repetition rate / A.G. Mordovanakis et al. // Applied Physics Letters. 2010. V. 96, № 7. P. 071109-3.

72. Srinivasan R., Mayne-Banton V. Self-developing photoetching of poly(ethylene terephthalate) films by far-ultraviolet excimer laser radiation // Applied Physics Letters. 1982. V. 41, № 6. P. 576-578.

73. Kawamura Y., Toyoda K., Namba S. Effective deep ultraviolet photoetching of polymethyl methacrylate by an excimer laser // Applied Physics Letters. 1982. V. 40, № 5. P. 374-375.

74. The role of excited species in UV-laser materials ablation / B. Luk'yanchuk et al. // Applied Physics A. 1993. V. 57, № 5. P. 449^55.

75. The role of excited species in ultraviolet-laser materials ablation III. Non-stationary ablation of organic polymers / B. Luk'yanchuk et al. // Applied Physics A. 1996. V. 62, № 5. P. 397-401.

76. UV-laser ablation of polyimide: from long to ultra-short laser pulses / B. Luk'yanchuk et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 1997. V. 122, № 3. P. 347-355.

77. Weiner J., Ho P.-T. Light-matter interaction. Fundamentals and applications. Hoboken: John Wiley and Sons, 2003. 243 p.

78. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978. 789 с.

79. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 720 с.

80. Stoian R. Investigations of the dynamics of material removal in ultrashort pulsed laser ablation of dielectrics: A dissertation. Berlin, 2000. 135 p.

81. Transition of Femtosecond Laser Ablation Mechanism for Sodalime Glass Caused by Photoinduced Defects / S -С. Jeoung et al. // Journal of the Optical Society of Korea. 2003. V. 7, № 3. P. 150-155.

82. Fundamental reactions in laser ablation of metals: defect-initiated bond breaking / F. Stietz et al. // Applied Surface Science. 1998. V. 127-129. P. 64-70.

83. Direct etching of polymeric materials using a XeCl laser / J.E. Andrew et al. // Applied Physics Letters. 1983. V. 43, № 8. P. 717-719.

84. Lazare S., Granier Y. Ultraviolet Laser Photoablation of Polymers: A Review and Recent Results // Laser Chemistry. 1989. V. 10. P. 25-40.

85. Cain S.R., Bums F.C., Otis C.E. On single-photon ultraviolet ablation of polymeric materials // Journal of Applied Physics. 1992. V. 71, № 9. P. 41074117.

86. Three Dimensional Material Processing with Femtosecond Lasers / A. Ovsianikov et al. // Laser Ablation and its Applications.Berlin: Springer, 2007. P. 121-157.

87. Petite G. Mécanismes fondamentaux de l'ablation laser femtoseconde en « flux intermédiaire » // Lasers et Technologies Femtosecondes. Saint-Etienne: PU Saint-Etienne, 2005. P. 466.

88. Girardeau-Montaut J.P., Girardeau-Montaut C. Theory of ultrashort nonlinear multiphoton photoelectric emission from metals // Physical review B. 1995. V. 51, № 19. P. 13560.

89. Multiphoton Ionization in Dielectrics: Comparison of Circular and Linear Polarization / V.V. Temnov et al. // Physical Review Letters. 2006. V. 97, № 23. P. 237403-4.

90. The ultrafast excitation processes in femtosecond laser-induced damage in dielectric omnidirectional reflectors / T.Q. Jia et al. // Journal of Applied Physics. 2006. V. 100, № 2. P. 023103-9.

91. Ablation of solids by femtosecond lasers: Ablation mechanism and ablation thresholds for metals and dielectrics / E.G. Gamaly et al. // Physics of Plasmas. 2002. V. 9, № 3. P. 949-957.

92. Dynamics of femtosecond laser interactions with dielectrics / S.S. Mao et al. // Applied Physics A. 2004. V. 79, № 7. P. 1695-1709.

93. Time-resolved studies of electron-phonon relaxation in metals using a free-electron laser / M. Satta et al. // Applied Surface Science. 2000. V. 154-155. P. 172-178.

94. Critical-Point Phase Separation in Laser Ablation of Conductors / F. Vidal et al. // Physical Review Letters. 2001. V. 86, № 12. P. 2573.

95. Transport properties of high temperature air in local thermodynamic equilibrium / M. Capitelli et al. // The European Physical Journal D. 2000. V. 11, №2. P. 279-289.

96. Thermodynamic and transport properties in equilibrium air plasmas in a wide pressure and temperature range / A. DAngola et al. // The European Physical Journal D. 2008. V. 46, № 1. P. 129-150.

97. Hermann J., Dutouquet C. Local thermal equilibrium plasma modeling for analyses of gas-phase reactions during reactive-laser ablation // Journal of Applied Physics. 2002. V. 91, № 12. P. 10188-10193.

98. Stapleton M.W., McKiernan A.P., Mosnier J.P. Expansion dynamics and equilibrium conditions in a laser ablation plume of lithium: Modeling and experiment // Journal of Applied Physics. 2005. V. 97, № 6. P. 064904-12.

99. Local Thermodynamic Equilibrium in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: Beyond the McWhirter criterion / G. Cristoforetti et al. // Spectrochimica Acta Part B. 2010. V. 65, № 1. P. 86-95.

100. Kelly R., Miotello A. Comments on explosive mechanisms of laser sputtering //Applied Surface Science. 1996. V. 96-98. P. 205-215.

101. Balazs L., Gijbels R., Vertes A. Expansion of laser-generated plumes near the plasma ignition threshold // Analytical Chemistry. 1991. V. 63, № 4. P. 314320.

102. Miotello A., Kelly R. Laser-induced phase explosion: new physical problems when a condensed phase approaches the thermodynamic critical temperature //Applied Physics A. 1999. V. 69, № 7. P. S67-S73.

103. Doemer H., Bostanjoglo O. Phase explosion in laser-pulsed metal films // Applied Surface Science. 2003. V. 208-209, №. P. 442-446.

104. Xu X. Phase explosion and its time lag in nanosecond laser ablation // Applied Surface Science. 2002. V. 197-198. P. 61-66.

105. Okoshi M., Murahara M. Area-selective nucleation of copper on fluorocarbon—resin surface using ArF excimer laser-induced chemical modification // Applied Physics Letters. 1998. V. 72, № 20. P. 2616-2618.

106. Ultrafast thermal melting of laser-excited solids by homogeneous nucleation / B. Rethfeld et al. // Physical review B. 2002. V. 65, № 9. P. 092103.

107. Senadheera S., Tan В., Venkatakrishnan K. Crititcal time to nucleation: graphite and silicon naniperticle generation by laser ablation // Journal of Nanotechnology. 2009. V. 2. P. 590763.

108. Margetic V. Femtosecond Laser Ablation: A dissertation. Dortmund, 2002. 152 p.

109. Мартынюк M.M. Параметры критической точки металлов // ЖФХ. 1983. Т. 57, №4. С. 810.

110. Скрипов В.П. Метастабильная жидкость. М.: Наука, 1972. 312 с.

111. Thermal model of phase explosion for high-power laser ablation / Q. Lu et al. // High-Power Laser Ablation IV. Taos (NM, USA), 2002. P. 959-964.

112. Schou J., Amoruso S., Lunney J. Plume Dynamics // Laser Ablation and its Applications. Berlin-Heidelberg: Springer, 2007. P. 67-95.

113. Arnold N., Gruber J., Heitz J. Spherical expansion of the vapor plume into ambient gas: an analytical model // Applied Physics A. 1999. V. 69. P. S87-S93.

114. Dynamics of shock waves generated in liquids by high-energy KrF laser / V. Zvorykin et al. // Fundamentals of Laser Assisted Micro— and Nanotechnologies. St. Petersburg, 2008. P. 69850R-10.

115. Энергия ударной волны, инициируемой в различных металлах при воздействии мощного лазерного импульса / С.Ю. Гуськов и др. // ЖЭТФ. 2007. Т. 132, № 4. С. 907-917.

116. Time resolved study of the laser ablation induced Shockwave / M. Hauer et al. // Thin Solid Films. 2004. V. 453-454. P. 584-588.

117. Internal structure and expansion dynamics of laser ablation plumes into ambient gases / S.S. Harilal et al. // Journal of Applied Physics. 2003. V. 93, № 5. P. 2380-2388.

118. Morozov A.A. Dynamics of pulsed expansion of polyatomic gas cloud: Intemal-translational energy transfer contribution // Physics of Fluids. 2007. V. 19, №8. P. 087101-10.

119. Chen Z., Bleiner D., Bogaerts A. Effect of ambient pressure on laser ablation and plume expansion dynamics: A numerical simulation // Journal of Applied Physics. 2006. V. 99, № 6. P. 063304-9.

120. Role of laser pulse duration and gas pressure in deposition of A1N thin films / E.Gyorgy et al. // Journal of Applied Physics. 2001. V. 90, № 1. P. 456461.

121. Aguilera J.A., Aragon C. A comparison of the temperatures and electron densities of laser-produced plasmas obtained in air, argon, and helium at atmospheric pressure //Applied Physics A. 1999. V. 69. P. S475-S478.

122. Hansen T.N., Schou J., Lunney J.G. Langmuir probe study of plasma expansion in pulsed laser ablation // Applied Physics A. 1999. V. 69, №. P. S601-S604.

123. Anisimov S.I., ВаЁиег1е D., Luk'yanchuk B.S. Gas dynamics and film profiles in pulsed-laser deposition of materials // Physical review B. 1993. V. 48, № 16. P. 12076.

124. Singh R.K., Narayan J. Pulsed-laser evaporation technique for deposition of thin films: Physics and theoretical model // Physical review B. 1990. V. 41, № 13. P. 8843.

125. Novel geometrical effects observed in debris when polymers are laser sputtered / A. Miotello et al. // Applied Physics Letters. 1992. V. 61, № 23. P. 27842786.

126. Observation of two distinct components during pulsed laser deposition of high Tc superconducting films / T. Venkatesan et al. // Applied Physics Letters. 1988. V. 52, № 14. P. 1193-1195.

127. Geohegan D.B. Fast intensified-CCD photography of YBa2Cu307-x laser ablation in vacuum and ambient oxygen // Applied Physics Letters. 1992. V. 60, № 22. P. 2732-2734.

128. Matzen M.K., Morse R.L. Structure and observable characteristics of laser driven ablation // Physics of Fluids. 1979. V. 22, № 4. P. 654-658.

129. Zbroniec L., Sasaki Т., Koshizaki N. Laser ablation of iron oxide in various ambient gases //Applied Surface Science. 2002. V. 197-198. P. 883-886.

130. Henyk M., Costache F., Reif J. Femtosecond laser ablation from sodium chloride and barium fluoride // Applied Surface Science. 2002. V. 186, № 1-4. P. 381-384.

131. Observations and analysis of resonant laser ablation of GaAs / L. Wang et al. //Applied Physics B. 1991. V. 53, № 1. P. 34-38.

132. Continuum Models of Ultrashort Pulsed Laser Ablation / N.M. Bulgakova et al. // Laser-Surface Interactions for New Materials Production. BerlinHeidelberg: Springer, 2010. P. 81-97.

133. Numerical Simulation of the Expansion into Vacuum of a Crystal Heated by an Ultrashort Laser Pulse / S. Anisimov et al. // Laser Ablation and its Applications. Berlin-Heidelberg: Springer, 2007. P. 1-16.

134. Воздействие мощного лазерного излучения на поверхность полупроводников и металлов: нелинейно-оптические эффекты инелинейно-оптическая диагностика / С.А. Ахманов и др. // УФН. 1985. Т. 147, № 4. С. 675-745.

135. Degorce J.-Y., Saucier A., Meunier М. A simple analytical method for the characterization of the melt region of a semiconductor under focused laser irradiation // Applied Surface Science. 2003. V. 208-209. P. 267-271.

136. Гуськов С.Ю., Розанов В.Б. Взаимодействие лазерного излучения с пористой средой и образование неравновесной плазмы // Квантовая электроника. 1997. Т. 34, № 8. С. 715-720.

137. Nowak К.М., Baker H.J., Hall D.R. A model for cold laser ablation of green state ceramic materials // Applied Physics A. 2008. V. 91, № 2. P. 341-348.

138. Lippert Т.К. Laser applications of polymers // Polymers and Light. BerlinHeidelberg: Springer, 2004. P. 51M6.

139. Johnson S.L., Papantonakis M.R., Haglund R.F. Deposition of Polymer and Organic Thin Films Using Tunable, Ultrashort-Pulse Mid-Infrared Lasers // Laser-Surface Interactions for New Materials Production. BerlinHeidelberg: Springer, 2010. P. 177-202.

140. Golovlyov V.V., Letokhov V.S. Laser ablation of absorbing liquids // Applied Physics B. 1993. V. 57, № 6. P. 417M23.

141. Zimmer K. Analytical solution of the laser-induced temperature distribution across internal material interfaces // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2009. V. 52, № 1-2. P. 497-503.

142. Mechanisms of femtosecond laser nanoprocessing of biological cells and tissues / A. Vogel et al. // Journal of Physics. Conference Series. 2007. V. 59, № l.P. 249.

143. Bille J. Laser-Gewebe-Wechselwirkungen / Medizinische Physik. 2005. B. 3. S. 323-344.

144. Bityurin N. UV etching accompanied by modifications. Surface etching //Applied Surface Science. 1999. V. 138-139. P. 354-358.

145. Ultraviolet laser ablation of polymers: spot size, pulse duration, and plume attenuation effects explained / H. Schmidt et al. // Journal of Applied Physics. 1998. V. 83, № 10. P. 5458-5468.

146. Measurement Issues in Pulsed Laser Propulsion / J.E. Sinko et al. // 6th International Symposium on Beamed Energy Propulsion. Scottsdale (AZ, USA), 2009. P. 12-24.

147. Arnold N., Bityurin N. Model for laser-induced thermal degradation and ablation of polymers // Applied Physics A. 1999. V. 68, № 6. P. 615-625.

148. Jeong S.H., Greif R., Russo R.E. Numerical modeling of pulsed laser evaporation of aluminum targets // Applied Surface Science. 1998. V. 127129. P. 177-183.

149. Explosive change in crater properties during high power nanosecond laser ablation of silicon / J.H. Yoo et al. // Journal of Applied Physics. 2000. V. 88, № 3. P.1638-1649.

150. Watanabe K., Iguchi T. Modeling of vaporization processes of resonant laser ablation // Applied Physics A. 1999. V. 69, № 7. P. S845-S848.

151. Spectroscopic characterization of ultrashort laser driven targets incorporating both Boltzmann and particle-in-cell models / M.E. Sherrill et al. // HighPower Laser Ablation VII. Taos (NM, USA), 2008. P. 70051R-11.

152. Pulsed laser evaporation: equation-of-state effects / S.I. Anisimov et al. // Applied Physics A. 1999. V. 69, № 6. P. 617-620.

153. Itina T.E., Marine W., Autric M. Monte Carlo simulation of the effects of elastic collisions and chemical reactions on the angular distributions of the laser ablated particles // Applied Surface Science. 1998. V. 127-129. P. 171176.

154. Ellegaard O., Schou J., Urbassek H.M. Monte Carlo description of gas flow from laser-evaporated silver // Applied Physics A. 1999. V. 69. P. S577-S581.

155. Bykov N., Lukyanov G. Direct simulation monte carlo of pulsed laser ablation of metals with clusterization processes in vapor // Thermophysics and Aeromechanics. 2006. V. 13, № 4. P. 523-535.

156. Prasad M., Conforti P.F., Garrison B.J. Coupled molecular dynamics-Monte Carlo model to study the role of chemical processes during laser ablation of polymeric materials // The Journal of Chemical Physics. 2007. V. 127, № 8. P. 084705-13.

157. Schafer C., Urbassek H.M., Zhigilei L.V. Metal ablation by picosecond laser pulses: A hybrid simulation // Physical Review B. 2002. V. 66, № 11. P. 115404-8.

158. Computer Simulations of Laser Ablation of Molecular Substrates / L.V. Zhigilei et al. // Chemical Reviews. 2003. V. 103, № 2. P. 321-348.

159. Stoneham A.M., Ramos M.M.D., Ribeiro R.M. The mesoscopic modeling of laser ablation // Applied Physics A. 1999. V. 69. P. S81-S86.

160. Laser ablation for analytical sampling: what can we learn from modeling? / A. Bogaerts et al. // Spectrochimica Acta Part B. 2003. V. 58. P. 1867-1893.

161. Chen Z., Bogaerts A. Laser ablation of Cu and plume expansion into 1 atm ambient gas // Journal of Applied Physics. 2005. V. 97, № 6. P. 063305-12.

162. Mazhukin V.I., Nossov V.V., Smurov I. Modeling of plasma-controlled evaporation and surface condensation of Al induced by 1.06 and 0.248 um laser radiations // Journal of Applied Physics. 2007. V. 101, № 2. P. 02492215.

163. Multi-material two-temperature model for simulation of ultra-short laser ablation / M.E. Povarnitsyn et al. // Applied Surface Science. 2007. V. 253, № 15. P. 6343-6346.

164. Extended two-temperature model of laser ablation of metals / Y.V. Afanasiev et al. // High-Power Laser Ablation III. Santa Fe, 2000. P. 349-354.

165. Jiang L., Tsai H.-L. A plasma model combined with an improved two-temperature equation for ultrafast laser ablation of dielectrics // Journal of Applied Physics. 2008. V. 104, № 9. P. 093101-8.

166. Jiang L., Tsai H.-L. Improved Two-Temperature Model and Its Application in Ultrashort Laser Heating of Metal Films // Journal of Heat Transfer. 2005. V. 127, № 10. P. 1167-1173.

167. Vatsya S.R., Virk K.S. Solution of two-temperature thermal diffusion model of laser—metal interactions // Journal of Laser Applications. 2003. V. 15, № 4. P. 273-278.

168. Анисимов С.И., Бендерский В.А., Фаркаш Д. Нелинейный фотоэлектрический эффект в металлах под действием лазерного излучения //УФН. 1977. Т. 122, № 2. С. 185-222.

169. Agranat М.В., Anisimov S.I., Makshantsev B.I. The anomalous thermal radiation from metals produced by ultrashort laser pulses. I // Applied Physics B. 1988. V. 47, № 3. P. 209-221.

170. Agranat M.B., Anisimov S.I., Makshantsev B.I. The anomalous thermal radiation of metals produced by ultrashort laser pulses // Applied Physics B. 1992. V. 55, №5. P. 451-461.

171. Thermal and nonthermal melting of gallium arsenide after femtosecond laserexcitation / K. Sokolowski-Tinten et al. // Physical review B. 1998. V. 58, № 18. P.R11805.

172. Transient States of Matter during Short Pulse Laser Ablation / K. Sokolowski-Tinten et al. //Physical Review Letters. 1998. V. 81, № 1. P. 224.

173. Femtosecond Laser Interaction with Metallic Tungsten and Nonequilibrium Electron and Lattice Temperatures / J.G. Fujimoto et al. // Physical Review Letters. 1984. V. 53, № 19. P. 1837.

174. Femtosecond-tunable measurement of electron thermalization in gold / C.K. Sun et al. // Physical review B. 1994. V. 50, № 20. P. 15337.

175. Time-resolved thermoreflectivity of thin gold films and its dependence on film thickness / J. Hohlfeld et al. // Applied Physics В. 1997. V. 64, № 3. P. 387390.

176. Falkovsky L., Mishchenko E. Electron-lattice kinetics of metals heated by ultrashort laser pulses // Journal of Experimental and Theoretical Physics. 1999. V. 88, № l.P. 84-88.

177. Thermally stimulated luminescence from porous silicon / V.P. Alcsenov et al. // Nonresonant Laser-Matter Interaction (NLMI-10). St. Petersburg, 2001,. P. 70-73.

178. Photophysical ablation of organic polymers: the influence of stresses / B. Luk'yanchuk et al. //Applied Surface Science. 1996. V. 106. P. 120-125.

179. Photophysical mechanism of UV laser action: the role of stress transients / N.M. Bityurin et al. // Laser Chemistry, Biophysics, and Biomedicine. St. Petersburg, 1996. P. 103-112.

180. Himmelbauer M., Arenholz E., Bäuerle D. Single-shot UV-laser ablation of polyimide with variable pulse lengths // Applied Physics A. 1996. V. 63, № 1. P. 87-90.

181. UV-laser-induced surface topology changes in polyimide / M. Himmelbauer et al. // Applied Physics A. 1996. V. 63, № 4. P. 337-339.

182. Bulk model of laser ablation of polymers / N. Bityurin et al. // Applied Surface Science. 1998. V. 127-129. P. 164-170.

183. Frisoli J.K., Hefetz Y., Deutsch T.F. Time-resolved UV absorption of polyimide // Applied Physics B. 1991. V. 52, № 3. P. 168-172.

184. Photophysical ablation / B.S. Luk'yanchuk et al. // High-Power Laser Ablation. Santa Fe, 1998. P. 58-68.

185. Анализ взаимодействия лазерного излучения с металлами / С.И. Анисимов и др. //ЖТФ. 1979. Т. 49, № 3. С. 512-518.

186. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966. 686 с.

187. Hensel F., Franck E.U. Metal-Nonmetal Transition in Dense Mercury Vapor // Reviews of Modern Physics. 1968. V. 40, № 4. P. 697.

188. Ландау JI.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Наука, 1995. Ч. 1. 584 с.

189. Алексеев В.А., Андреев А.А., Прохоренко В.Я. Электрические свойства жидких металлов и полупроводников // УФН. 1972. Т. 106, № 3. С. 393429.

190. Альтшулер Л.В. Применение ударных волн в физике высоких давлений //УФН. 1965. Т. 85, №2. С. 199-258.

191. Свойства конденсированных веществ при высоких давлениях и температурах / Под. ред. Р.Ф. Трунина. Саров: ВНИИЭФ, 1992. 382 с.

192. Бушман А.В., Фортов В.Е. Модели уравнения состояния вещества //УФН. 1983. Т. 140, № 2. С. 177-232.

193. A new quotidian equation of state (QEOS) for hot dense matter / R.M. More et al. //Physics of Fluids. 1988. V. 31, № 10. P. 3059-3078.

194. Martan J., Kunes J., Semmar N. Experimental mathematical model of nanosecond laser interaction with material // Applied Surface Science. 2007. V. 253, № 7. P. 3525-3532.

195. Laser ablation of a turbid medium: Modeling and experimental results / F. Brygo et al. // Journal of Applied Physics. 2006. V. 100, № 3. P. 033106-5.

196. Dyer P.E., Pervolaraki M., Lippert T. Experimental studies and thermal modelling of 1064- and 532-nm Nd:YVO 4 micro-laser ablation of polyimide // Applied Physics A. 2005. V. 80, № 3. P. 529-536.

197. Electronic mechanism of ion expulsion under UV nanosecond laser excitation of silicon: Experiment and modeling / W. Marine et al. // Applied Physics A. 2004. V. 79, № 4. P. 771-774.

198. Schmidt V., Husinsky W., Betz G. Ultrashort laser ablation of metals: pumpprobe experiments, the role of ballistic electrons and the two-temperature model//Applied Surface Science. 2002. V. 197-198. P. 145-155.

199. Krier H., Mertogul A.E. Two temperature modeling and experimental measurments of laser sustained hydrogen plasmas. Urbana (USA), 1993. 244 p.

200. Gravimetric and profilometric measurements of the ablation rates of photosensitive polymers at different wavelengths / T. Dumont et al. //Applied Surface Science. 2005. V. 247, № 1-4. P. 115-122.

201. Measurement of transit time for femtosecond-laser-driven shock wave through aluminium films by ultrafast microscopy / L. Huang et al. // Journal of Physics D. 2009. V. 42, № 4. P. 045502.

202. Фемтосекундная Фурье-интерферометрия неидеальной плазмы / Д.С. Ситников и др. // ЖТФ. 2009. Т. 79, № 4. С. 75-81.

203. Determination of UV-laser induced surface structures by atomic force microscopy / L. Wefers et al. // Applied Surface Science. 1993. V. 69, № 14. P. 418-423.

204. In situ monitoring of laser cleaning by coupling a pulsed laser beam with a scanning electron microscope / D.J. Hwang et al. // Applied Physics A. 2008. V. 91, №2. P. 219-222.

205. X-ray lasers as probes to measure plasma ablation rates / G.J. Tallents et al. // Soft X-Ray Lasers and Applications VII. San Diego, 2007. P. 67020H-10.

206. Sinko J. Vaporization and shock wave dynamics for impulse generation in laser propulsion: A dissertation. Hunstsville, 2008. 249 p.

207. Laser ablation of dielectrics with pulse durations between 20 fs and 3 ps / W. Kautek et al. // Applied Physics Letters. 1996. V. 69, № 21. P. 3146-3148.

208. Mitra A., Thareja R.K. Determination of laser ablation threshold of Teflon at different harmonics of Nd:YAG laser using photothermal deflection technique // Journal of Materials Science. 1999. V. 34, № 3. P. 615-619.

209. Torrisi L., Borrielli A., Margarone D. Study on the ablation threshold induced by pulsed lasers at different wavelengths // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 2007. V. 255, № 2. P. 373-379.

210. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy / Ed. by J.P. Singh, S.N. Thakur. Boston: Elsevier, 2007. 454 p.

211. Stauter C., Gerard P., Fontaine J. Shock wave generated during laser ablation // High-Power Laser Ablation. Santa Fe (NM, USA), 1998. P. 961-970.

212. Cristian P., David A.W. Time-resolved dynamics of nanosecond laser-induced phase explosion // Journal of Physics D. 2009. V. 42, № 15. P. 155503.

213. Time-resolved force and ICCD imaging study of TEA C02 laser ablation of ice and water / J. Sinko et al. // High-Power Laser Ablation VI. Taos (NM, USA), 2006. P. 626131-12.

214. PVDF sensor in laser ablation experiments / M.A.P. Giao et al. // Review of Scientific Instruments. 2004. V. 75, № 12. P. 5213-5215.

215. Pakhomov A.V., Gregory D.A., Thompson M.S. Specific impulse and other characteristics of elementary propellants for ablative laser propulsion // AIAA Journal. 2002. V. 40, № 5. P. 947-952.

216. Laser impulse coupling at 130 fs / C. Phipps et al. // Applied Surface Science. 2006. V. 252, № 13. P. 4838-4844.

217. Morozov A.A. Thermal model of pulsed laser ablation: back flux contribution // Applied Physics A. 2004. V. 79, № 4. P. 997-999.

218. Single and multiple shot near-infrared femtosecond laser pulse ablation thresholds of copper / S.E. Kirkwood et al. // Applied Physics A. 2005. V. 81, №4. P. 729-735.

219. Incubation behaviour in triazenepolymer thin films upon near-infrared femtosecond laser pulse irradiation / J. Bonse et al. // Journal of Physics. Conference Series. 2007. V. 59. P. 105-111.

220. Investigation of incubation in ArF excimer laser irradiated polymethylmethacrylate) using pulsed force mode atomic force microscopy / B. Iiopp et al. //Journal of Applied Physics. 2004. V. 96, № 10. P. 5548-5551.

221. Incubation and ablation behavior of poly(dimethylsiloxane) for 266 nm irradiation / V.-M. Graubner et al. // Applied Surface Science. 2002. V. 197-198. P. 786-790.

222. Blanchet G.B., Cotts P., Fincher J.C.R. Incubation: Subthreshold ablation of poly-(methyl methacrylate) and the nature of the decomposition pathways // Journal of Applied Physics. 2000. V. 88, № 5. P. 2975-2978.

223. Ultrashort-laser-pulse damage threshold of transparent materials and the role of incubation / A. Rosenfeld et al. // Applied Physics A. 1999. V. 69, № 1. P. S373-S376.

224. Coupled photo-thermal and time resolved reflectivity methods to original investigation of laser/material nanosecond interaction / N. Seminar et al. // High-Power Laser Ablation VI. Taos (NM, USA), 2006. P. 626123-14.

225. Hare D.E., Franken J., Dlott D.D. Coherent Raman measurements of polymer thin-film pressure and temperature during picosecond laser ablation // Journal of Applied Physics. 1995. V. 77, № 11. P. 5950-5960.

226. Anderson T.J., Eckbreth A.C. CARS temperature/multi-species measurement strategies for high speed airbreathing and rocket propulsion testing // Symposium (International) on Combustion. 1991. V. 23, № 1. P. 1885-1891.

227. Экспериментально-диагностический модуль для сверхскоростной комбинированной интерферометрии процессов взаимодействия ультракоротких лазерных импульсов с конденсированными средами в вакууме / Е.Ю. Локтионов и др.// ПТЭ. 2010. № 3. С. 104-110.

228. D'Souza B.C. Development of impulse measurement techniques for the investigation of transient forces due to laser-induced ablation: A dissertation. Los Angeles, 2007. 124 p.

229. Doggett В., Lunney J.G. Langmuir probe characterization of laser ablation plasmas // Journal of Applied Physics. 2009. V. 105, № 3. P. 033306-6.

230. Zhongxi N., Daren Y., Zhenlei W. Study on Integral Expression in Measurement of Average Ion Velocity by Multi-Grid Probe // Plasma Science and Technology. 2008. V. 10, № 4. P. 471^175.

231. Measurement of electron density in a laser produced plasma using a hairpin resonance probe / S.K. Karkari et al. // Plasma Sources Science and Technology. 2008. V. 17, № 3. P. 032001.

232. Оптическая пирометрия плазмы / Под. ред. Н.Н. Соболева. М.: Изд-во иностр. лит., 1960. 483 с.

233. A New Sub-Doppler Fluorescence Imaging Method in Studying Laser Ablation of В Atoms at 248 nm / J.Chang et al. // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 105, №22. P. 5079-5082.

234. Behrouzi P., McGuirk J.J. Laser Doppler velocimetry measurements of twin-jet impingement flow for validation of computational models // Optics and Lasers in Engineering. 1998. V. 30, № 3-4. P. 265-277.

235. Radiation trapping in LiF ablation plumes / S.J. Henley et al. // Journal of Physics. Conference Series. 2007. V. 59. P. 745-748.

236. Singha S., Hu Z., Gordon R.J. Ablation and plasma emission produced by dual femtosecond laser pulses // Journal of Applied Physics. 2008. V. 104, № 11. P. 113520-10.

237. Sasaki K., Watarai H. Reaction between laser ablation plume and ambient gas studied by laser-induced fluorescence imaging spectroscopy // Journal of Physics. Conference Series. 2007. V. 59. P. 60-63.

238. Hariharan P. Optical Interferometry. San Diego: Academic Press, 2003. 368 p.

239. Dynamics of laser-ablated MgB2 plasma expanding in argon probed by optical emission spectroscopy / S. Amoruso et al. // Physical Review B. 2003. V. 67, № 22. P. 224503.

240. Settles G.S. Schlieren & Shadowgraph Techniques. Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag, 2006. 376 p.

241. Schlieren Visualization of the Energy Addition by Multi Laser Pulse in Hypersonic Flow / A.C. Oliveira et al. // Fifth International Symposium on Beamed Energy Propulsion. Kailua-Kona (Hawaii), 2008. P. 390-400.

242. Particle Image Velocimetry / M. Raffel et al.. Berlin- Heidelberg: SpringerVerlag, 2008. 448 p.

243. Explosive boiling of water induced by the pulsed HF-laser radiation / S. Andreev et al. // Laser Physics. 2007. V. 17, № 6. P. 834-841.

244. Численное моделирование динамики температурных полей на плоских мишенях при нестационарном интенсивном лазерном воздействии / М.П. Галанин и др.: Препринт Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН. 2008. № 61. 31 с.

245. Handbook of optical materials / Ed. by M.J. Weber Boca Raton: CRC Press, 2003. 536 p.

246. Протасов Ю.Ю., Семенов A.M., Щепанюк T.C. Экспериментальное исследование коэффициентов отражения тугоплавких диэлектриков в вакуумной ультрафиолетовой области спектра // ТВТ. 2003. Т. 41, № 4. С. 545-548.

247. Eisner G., Riekel C., Zachmann H. Synchrotron radiation in polymer science // Characterization of Polymers in the Solid State II: Synchrotron Radiation, X-ray Scattering and Electron Microscopy. Berlin-Heidelberg: Springer, 1985. P. 1-57.

248. Зайдель A.H., Шрейдер Е.Я. Спектроскопия вакуумного ультрафиолета. М.: Наука, 1967. 471 с.

249. Vacuum ultraviolet spectroscopy / Ed. by J.A. Samson, D.L. Ederer. Oxford: Elsevier, 1999. 317 p.

250. Ide-Ektessabi A. Synchrotron Radiation and X-ray Fluorescence Spectroscopy // Applications of Synchrotron Radiation. Berlin-Heidelberg: Springer 2007. P. 5-36.

251. Afanasiev G.N. Selected Problems of the Synchrotron Radiation // Vavilov-Cherenkov and Synchrotron Radiation. Dordrecht: Springer Netherlands, 2004. P. 397-446.

252. Röhlsberger R. Methods and Instrumentation // Nuclear Condensed Matter Physics with Synchrotron Radiation. Berlin-Heidelberg: Springer, 2005. P. 37-65.

253. Кулипанов Г.Н., Скринский A.H. Использование синхротронного излучения: состояние и перспективы // УФН. 1977. Т. 122, № 3. С. 369418.

254. Kaznacheyev K.V., Ivanov S.N., Stankevitch V.G. VUV equipment at Kurchatov SR source // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 1996. V. 80. P. 413-420.

255. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том (в 4-х книгах) / Под. ред. В.Е. Фортова. М.: Наука, 2000. Т. 1 585 с. Т. 2 - 631 с. Т. 3 -575 с. Т.4-505 с.

256. Influence of the irradiation wavelength on the ablation process of designed polymers / M. Hauer et al. // Applied Surface Science. 2002. V. 197-198. P. 791-795.

257. Barnes P.Y., Early E.A., Parr A.C. Spectral Reflectance. NIST Spec. Publ. 250-48. Washington: Government Printing Office, 1998. 157 p.

258. Kramers-Kronig Relations in Optical Materials Research / V. Lucarini et al.. Berlin-Heidelberg: Springer, 2005. 163 p.

259. Термодинамические, оптические и транспортные свойства рабочих веществ плазменных и фотонных энергетических установок / Под. ред. Ю.С. Протасова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1999. Т. 1. 640 с.

260. Baker G.J., Brocklehurst В., Holton I.R. Time dependence of sodium salicylate luminescence excited by VUV photons, X-rays and beta-particles: magnetic field effects // Journal of Physics B. 1987. V. 20, № 10. P. L305-L310.

261. Тимченко H.A. Вакуумная ультрафиолетовая спектроскопия твердых тел на синхротроне "Сириус": Диссертация. доктора физико-математических наук: 01.04.05. Томск, 2004. 248 с.

262. Femtosecond laser ablation of polytetrafluoroethylene (Teflon) in ambient air / Z.B. Wang et al. // Journal of Applied Physics. 2003. V. 93, № 10. P. 6375-6380.

263. Pettit G.H., Sauerbrey R. Pulsed ultraviolet laser ablation // Applied Physics A. 1993. V. 56, № l.P. 51-63.

264. Papantonakis M.R., Haglund R.F. Picosecond pulsed laser deposition at high vibrational excitation density: the case of poly(tetrafluoroethylene) // Applied Physics A. 2004. V. 79, № 7. P. 1687-1694.

265. XeCl laser ablation of biocompatible PTFE studied by photothermal beam deflection / C. Skordoulis et al. // Lasers in Medical Science. 1997. V. 12, № 4. P. 313-319.

266. Laser ablation of polymeric materials at 157 nm / A. Costela et al. // Journal of Applied Physics. 1995. V. 77, № 6. P. 2343-2350.

267. Sinko J.E., Gregory D.A. Critical fluence effects in laser propulsion // HighPower Laser Ablation VII. Taos (NM, USA), 2008. P. 70051Z-11.

268. Neutral and ion emissions accompanying pulsed excimer laser irradiation of polytetrafluoroethylene / J.T. Dickinson et al. // Journal of Applied Physics. 1993. V. 74, № 7. P. 4729-4736.с

269. Fujii Т., Inoue S., Kannari F. Measurements of charged particles in the laser ablation plume of polymers // Journal of Applied Physics. 1995. V. 78, № 5. P. 3401-3407.

270. F2 laser deposition of CdTe microcrystallites-doped fluoropolymer thin films / S. Inoue et al. // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 1995. V. 1, № 3. P. 908-915.

271. Sinko J.E., Schlecht C.A. Reflection Fourier transform infrared spectroscopy of polymer targets for C02 laser ablation // High-Power Laser Ablation VII. Taos (NM, USA), 2008. P. 70052P-12.

272. Shitomi H., Saito I. Photoluminescence from white reference materials for spectral diffuse reflectance measurements upon exposure to radiation shorter than 400 nm // Metrologia. 2006. V. 43, № 2. P. S36-S40.

273. Иванов C.H., Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Исследование опто-теплофизических характеристик конденсированных сред полимерного ряда в высоковакуумных условиях// ТВТ. 2010. Т. 48, № 3. С. 361-367.

274. Иванов С.Н., Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Исследование оптических характеристик полимеров в вакуумном ультрафиолете // ПТЭ. 2010. № 3. С. 91-96.

275. Использование коротковолнового синхротронного излучения для измерения квантового выхода и спектра возбуждения люминесценции полимеров / C.PI. Иванов и др. // ЖПС. 2009. Т. 76, № 5. С. 779-783.

276. Иванов С.Н., Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Исследование спектральных коэффициентов отражения конденсированных сред полимерного ряда в коротковолновой области спектра // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Приборостроение. 2010. № 1. С. 41-52.

277. Excitation and relaxation dynamics of electrons and phonons in solids absorbing subpicosecond laser pulses / B. Rethfeld et al. // High-Power Laser Ablation II. Osaka, 2000. P. 200-211.

278. Castex M.C., Bityurin N. Is the VUV laser ablation of polymers a pure photochemical process? //Applied Surface Science. 2002. V. 197-198. P. 805807.

279. Femtosecond, picosecond, and nanosecond laser microablation: laser plasma and crater investigation / A.F. Semerok et al. // ECLIM 2000: 26th European Conference on Laser Interaction with Matter. Prague, 2001. P. 574-579.

280. О наноотколе после воздействия ультракороткого лазерного импульса / Н.А. Иногамов и др. //ЖЭТФ . 2008. Т. 134, № 1. С. 5-28.

281. Ablation of metals by ultrashort laser pulses / S. Nolte et al. // J. Opt. Soc. Am. B. 1997. V. 14, № Ю. P. 2716-2722.

282. Itina Т.Е., Mamatkulov M., Sentis M. Nonlinear fluence dependencies in femtosecond laser ablation of metals and dielectric materials // Optical Engineering. 2005. V. 44, № 5. P. 051109-8.

283. Thermal and fluid processes of a thin melt zone during femtosecond laser ablation of glass: the formation of rims by single laser pulses / A. Ben-Yakar et al. // Journal of Physics D. 2007. V. 40, № 5. P. 1447-1459.

284. Ultra-short laser interaction with metals and optical multi-layer materials: transport phenomena and damage thresholds / Т.Е. Itina et al. // High-Power Laser Ablation VII. Taos (NM, USA), 2008. P. 70050N-10.

285. Kuper S., Brannon J. KrF-laser ablation of polyurethane // Applied Physics A. 1993. V. 57, №3. P. 255-259.

286. Johnson S., Bubb D., Haglund R. Phase explosion and recoil-induced ejection in resonant-infrared laser ablation of polystyrene // Applied Physics A. 2009. V. 96, № 3. P. 627-635.

287. Pakhomov A.V., Thompson M.S., Gregory D.A. Laser-induced phase explosions in lead, tin and other elements: microsecond regime and UV-emission // Journal of Physics D. 2003. V. 36, № 17. P. 2067-2075.

288. Ablation threshold dependence on pulse duration for copper / M. Hashida et al. // Applied Surface Science. 2002. V. 197-198. P. 862-867.

289. Сравнительное исследование абляции материалов фемтосекундными и пико/наносекундными лазерными импульсами / Т.В. Кононенко и др. //Квантовая электроника. 1999. Т. 28, № 8. С. 167-172.

290. Microablation of pure metals: laser plasma and crater investigations / A. Semerok et al. // Nonresonant Laser-Matter Interaction (NILMI-10). St. Petersburg, 2001. P. 153-164.

291. Pakhomov A.V., Lin J., Herren K.A. Effect of air pressure on propulsion with TEA C02 laser // High-Power Laser Ablation V. Taos (NM, USA), 2004. P. 1017-1027.

292. Morphological and chemical modifications and plume ejection following UV laser ablation of doped polymers: Dependence on polymer molecular weight / E. Rebollar et al. // Applied Surface Science. 2007. V. 253, № 19. P. 78207825.

293. IR laser ablation of doped poly(methyl methacrylate) / S. Gaspard et al. //Applied Surface Science. 2007. V. 253, № 15. P. 6442-6446.

294. Femtosecond and nanosecond laser damage thresholds of doped and undoped triazenepolymer thin films / J. Bonse et al. // Applied Surface Science. 2007. V. 253, № 19. P. 7787-7791.

295. Femtosecond laser ablation of metals: precise measurement and analytical model for crater profiles / M. Hashida et al. // Third International Symposium on Laser Precision Microfabrication. Osaka, 2003. P. 452^57.

296. Ablation thresholds in ultrafast laser micromachining of common metals in air / P. Mannion et al. // Opto-Ireland 2002: Optics and Photonics Technologies and Applications. Galway (Ireland), 2003. P. 470^-78.

297. Womack M., Vendan M., Molian P. Femtosecond pulsed laser ablation and deposition of thin films of polytetrafluoroethylene // Applied Surface Science. 2004. V. 221, № 1-4. P. 99-109.

298. Non-thermal ablation of expanded polytetrafluoroethylene with an intense femtosecond-pulse laser / M. Hashida et al. // Opt. Express. 2009. V. 17, № 15. P. 13116-13121.

299. Kuper S., Stuke M. Ablation of polytetrafluoroethylene (Teflon) with femtosecond UV excimer laser pulses // Applied Physics Letters. 1989. V. 54, № l.P. 4-6.

300. Ablation of polymer films by a femtosecond high-peak-power Ti:sapphire laser at 798 nm / H. Kumagai et al. // Applied Physics Letters. 1994. V. 65, № 14. P. 1850-1852.

301. Plasma ignition thresholds in UV laser ablation plumes / P. Clarke et al. // Applied Physics A. 1999. V. 69. P. SI 17-S120.

302. Preuss S., Demchuk A., Stuke M. Sub-picosecond UV laser ablation of metals // Applied Physics A. 1995. V. 61, № 1. P. 33-37.

303. A comparison of the electron component within laser-ablated titanium plumes formed by UV and visible lasers / A.H. El-Astal et al. // Applied Physics A. 1999. V. 69. P. S573-S576.

304. Гончаров B.K., Чернявский А.Ф. Роль объемного парообразования в динамике эрозионных лазерных факелов металлов // ЖПС. 2004. Т. 71, № 3. С. 372-376.

305. Исследование оптико-теплофизических и газодинамических характеристик фемтосекундной лазерной абляции конструкционных материалов полимерного ряда / Е.Ю. Локтионов и др. // ТВТ. 2010. Т. 48, № 5. С. 766-778.

306. Экспериментальное исследование опто-механических характеристик фемтосекундной лазерной абляции полимеров в атмосферных и вакуумных условиях / Е.Ю. Локтионов и др. // Письма в ЖТФ. 2010. Т. 36, № 13. С. 8-15.

307. Спектрально-энергетическая эффективность фемтосекундной лазерной абляции тугоплавких металлов в вакууме / Е.Ю. Локтионов и др. //ЖПС. 2010. Т. 77, № 4. С. 604-611.

308. Исследование динамики процессов на поверхности твердых тел при воздействии ультракоротких импульсов лазерного излучения / Е.Ю. Локтионов и др. // Beam Technologies and Laser Application. Saint-Petersburg, 2009. P. 46-51.

309. Loktionov E.Y., Protasov Y.Y. Experimental investigation of opto-thermophysical and radiative gas dynamic processes of laser-solid interaction // Physics of Extreme States of Matter. Chemogolovka, 2009. P. 49-52.

310. Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Исследование масс-расходных характеристик полимерных мишеней при лазерной абляции // V Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново, 2008. С. 392-395.

311. Взаимодействие лазерных плазм при оптическом пробое в нормальной атмосфере / O.A. Букин и др. // Квантовая электроника. 2006. Т. 36, № 3. С. 553-556.

312. Kasperczuk A., Pisarczyk T. Application of automated interferometric system for investigation of the behaviour of a laser-produced plasma in strong external magnetic fields // Optica Applicata. 2001. V. 31, № 3. P. 571-597.

313. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. M.: Янус-К, 2006. Том 1-2 Пылевая плазма. 432 с.

314. Пылевая плазма: теория и эксперимент / О.С. Ваулина и др.. М.: Физматлит, 2009. 316 с.

315. Экспериментальное исследование процессов теплопереноса для макрочастиц в пылевой плазме / В.Е. Фортов и др. // Письма в ЖЭТФ. 2005. Т. 82, № 8. С. 549-555.

316. Сверхвысокая зарядка пылевых частиц в неравновесной плазме / А.В. Филиппов и др. // Письма в ЖЭТФ. 2007. Т. 86, № 1. с. 16-21.

317. Deposition of thin polytetrafluoroethylene (PTFE) films using fundamental pulses of aNd 3+:YAG laser / Y. Tsuboi et al. // Applied Physics A. 2004. V. 78, № 3. P. 339-342.

318. Phipps C., Luke J. Laser Space Propulsion // Laser Ablation and its Applications. Berlin: Springer, 2007. P. 407-434.

319. Kremeyer K. Ultrashort pulse lasers applied to propulsion/control in space-and atmospheric-flight // High-Power Laser Ablation VII. Taos (NM, USA), 2008. P. 700506-17.

320. Ketsdever A.D., D'Souza B.C., Lee R.H. Thrust Stand Micromass Balance for the Direct Measurement of Specific Impulse // Journal of Propulsion and Power. 2008. V. 24, № 6. P. 1386-1391.

321. Lin J., Thompson M.S., Pakhomov A.V. Ablative laser propulsion: determination of specific impulse from plasma imaging // High-Power Laser Ablation V. Taos (NM, USA), 2004. P. 465-476.

322. Lindner H., Koch J., Niemax K. Production of Ultrafine Particles by Nanosecond Laser Sampling Using Orthogonal Prepulse Laser Breakdown // Anal. Chem. 2005. V. 77, № 23. P. 7528-7533.

323. Impulse coupling to targets in vacuum by KrF, HF, and C02 single-pulse lasers / C.R. Phipps et al. // Journal of Applied Physics. 1988. V. 64, № 3. P. 1083-1096.

324. Phipps C.R., Luke J.R., Helgeson W. Laser-powered multi-newton thrust space engine with variable specific impulse // High-Power Laser Ablation VII. Taos (NM, USA), 2008. P. 70051X-8.

325. In situ measurement of plasma and shock wave properties inside laser-drilled metal holes / M. Brajdic et al. // Measurement Science and Technology. 2008. V. 19, № 10. P. 105703.

326. Correlation between plasma expansion and damage threshold by femtosecond laser ablation of fused silica / E. Axente et al. // Journal of Physics D. 2008. V. 41, № 10. P. 105216.

327. Ablation of molecular solids under nanosecond laser pulses: The role of inertial confinement / D. Perez et al. // Applied Physics Letters. 2006. V. 89, № 14. P. 141907-3.

328. Nanosecond laser induced ignition thresholds and reaction velocities of energetic bimetallic nanolaminates / Y.N. Picard et al. // Applied Physics Letters. 2008. V. 93, № 10. P. 104104-3.

329. Porneala C., Willis D.A. Observation of nanosecond laser-induced phase explosion in aluminum // Applied Physics Letters. 2006. V. 89, № 21. P. 211121-3.

330. Insight into electronic mechanisms of nanosecond-laser ablation of silicon / W. Marine et al. // Journal of Applied Physics. 2008. V. 103, № 9. P. 094902-11.

331. Ionization effect to plasma expansion study during nanosecond pulsed laser deposition / X. Tan et al. // Physics Letters A. 2007. V. 370, № 1. P. 64-69.

332. Wu B., Shin Y.C. A simple two-stage model for the formation and expansion of the plasma induced by high intensity nanosecond laser metal ablation in vacuum //Physics Letters A. 2007. V. 371, № 1-2. P. 128-134.

333. Micro-machining of metals, ceramics and polymers using nanosecond lasers / M. Knowles et al. // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2007. V. 33, № 1. P. 95-102.

334. Bulgakova N.M., Bulgakov A.Y., Babich L.P. Energy balance of pulsed laser ablation: thermal model revised // Applied Physics A. 2004. V. 79, № 4. P. 1323-1326.

335. Measurements of wavelength-dependent transmission in excimer laser-induced plasma plumes and their interpretation / H. Schittenhelm et al. // Journal of Physics D. 1998. V. 31, № 4. P. 418-427.

336. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1977. 440 с.

337. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 735 с.

338. Laser-Matter Interaction in Transparent Materials: Confined Micro-explosion and Jet Formation / L. Hallo et al. // Extreme Photonics & Applications. Dordrecht: Springer Netherlands, 2010. P. 121-146.

339. Experimental investigation of laser induced forward transfer process of metal thin films / T. Sano et al. // Applied Surface Science. 2002. V. 186, № 1-4. P. 221-226.

340. Optimization of laser-induced forward transfer process of metal thin films / H. Yamada et al. // Applied Surface Science. 2002. V. 197-198. P. 411-415.

341. Designed polymers for laser-based microthrusters: correlation of thrust with material, plasma, and Shockwave properties / L. Urech et al. // High-Power Laser Ablation V. Taos (NM, USA), 2004. P. 52-64.

342. Choi T.Y., Grigoropoulos C.P. Plasma and ablation dynamics in ultrafast laser processing of crystalline silicon // Journal of Applied Physics. 2002. V. 92, № 9. P. 4918-4925.

343. Delrin for Propulsion with C02 Laser: Carbon Doping Effects / J.E. Sinko et al. // Fifth International Symposium on Beamed Energy Propulsion. Kailua-Kona (Hawaii), 2008. P. 254-265.

344. Возникновение жидкостных и кристаллических структур в пылевой плазме / А.П. Нефедов и др. // Письма в ЖЭТФ. 2000. Т. 72, № 4. С. 313326.

345. Experimental Demonstration of Plasma-Drag Acceleration of a Dust Cloud to Hypervelocities / C.M. Ticos et al. // Physical Review Letters. 2008. V. 100, № 15. P. 155002.

346. Спектр поглощения атома алюминия вблизи порога фотоионизации с основного уровня в условиях плазмы высокого давления / Е.М. Голубев и др. // Оптика и спектроскопия. 1999. Т. 86, № 3. С. 382-384.

347. Экспериментальное исследование спектрально-энергетической эффективности фемтосекундной лазерной абляции металлов / Е.Ю. Локтионов и др. // Прикладная физика. 2010. № 5. С. 32-39.

348. Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Светоэрозионный метод генерации пылевых газово-плазменных потоков высокого давления // ПТЭ. 2010. № 4. С. 145-149.

349. Методика экспериментального определения удельного механического импульса отдачи при фемтосекундной лазерной абляции конденсированных сред в вакууме / Е.Ю. Локтионов и др. // ПТЭ. 2010. №4. С. 140-144.

350. Экспериментальное исследование оптико-газодинамических процессов абляции полимерных материалов ультракороткими лазерными импульсами / Е.Ю. Локтионов и др. // Краткие сообщения по физике. 2010. №3. С. 31-34.

351. Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.С., Протасов Ю.Ю. О генерации лазерно-индуцированных пылевых структур в газово-плазменных потоках сложного химического и ионизационного состава // ДАН. 2010. Т. 433, № 1.С. 38-41.

352. О спектрально-энергетической эффективности фемтосекундной лазерной абляции полимеров / Е.Ю. Локтионов и др. // ДАН. 2010. Т. 434, № 1. С. 38-41.

353. Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. Исследование динамики и макроструктуры лазерно-индуцированных оптических разрядов с аблирующей стенкой // Инженерная физика. 2010. № 8. С. 13-23.

354. Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. О температурной зависимости оптических характеристик конденсированных сред в вакууме // Инженерная физика. 2011. № 9. С. 3-8.i

355. Time resolved dynamics of subpicosecond laser ablation / S. Preuss et al. // Applied Physics Letters. 1993. V. 62, № 23. P. 3049-3051.

356. Brannon J.H., Scholl D., Kay E. Ultraviolet photoablation of a plasma-synthesized fluorocarbon polymer // Applied Physics A. 1991. V. 52, № 2. P. 160-166.

357. Zhang Y., Katoh T., Endo A. Changing Molecular Orientation in Fluorocarbon Thin Films Deposited by Different Photo-Processing: Synchrotron Radiation Etching vs Laser Ablation // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104, № 26. P. 62126217.

358. Blanchet G.B. Deposition of amorphous fluoropolymers thin films by laser ablation // Applied Physics Letters. 1993. V. 62, № 5. p. 479-481.

359. Gedvilas M., Raciukaitis G. Investigation of UV picosecond laser ablation of polymers // Workshop on Laser Applications in Europe. Dresden, 2005. P. 61570T-10.

360. Egitto F.D., Davis C.R. Dopant-induced excimer laser ablation of poly(tetrafluoroethylene) // Applied Physics B. 1992. V. 55, № 6. P. 488-493.

361. Laser ablation thresholds of polymer materials studies / E.I. Voronina et al. // Lasers for Measurements and Information Transfer 2003. Saint-Petersburg, 2004. P. 178-185.

362. Evaluation of laser ablation threshold in polymer samples using pulsed photoacoustic technique / A. R. Kumar et al. // Pramana. 1991. V. 37, № 4. P. 345-351.

363. Tolstopyatov E.M. Ablation of polytetrafluoroethylene using a continuous C02 laser beam // Journal of Physics D. 2005. V. 38, № 12. P. 1993-1999.

364. Conical nozzles for pulsed laser propulsion / J.E. Sinko et al. // High-Power Laser Ablation VII. Taos (NM, USA), 2008. P. 70052Q-10.

365. Schall W., Eckel H-A., Bohn W. Laser Propulsion Thrusters for Space Transportation // Laser Ablation and its Applications. Berlin-Heidelberg: Springer, 2006. P. 435^154.

366. The polymer films laser damage resistance at its laser ablation destruction studies / P.V. Charty et al. // Lasers for Measurements and Information Transfer 2006. Saint-Petersburg, 2007. P. 65941F-10.

367. Wu C.-Y., Shu C.-W., Yeh Z.-C. Effects of excimer laser illumination on microdrilling into an oblique polymer surface // Optics and Lasers in Engineering. 2006. V. 44, № 8. P. 842-857.

368. Measurement of two-photon absorption coefficient of dye molecules doped in polymer thin films based on ultrafast laser ablation / J.R. Nam et al. // Chemical Physics Letters. 2006. V. 427, № 1-3. P. 210-214.

369. Femto- and nanosecond laser treatment of doped polymethylmethacrylate / J. Kruger et al. //Applied Surface Science. 2005. V. 247, № 1-4. P. 406-411.

370. Polymer material laser destruction threshold studies / V.P. Efremov et al. // Lasers for Measurements and Information Transfer 2004. Saint-Petersburg, 2005. P. 234-241.

371. Viscous flow and ablation pressure phenomena in nanosecond UV laser irradiation of polymers / V.N. Tokarev et al. // Applied Physics A. 2004. V. 79, №4. P. 717-720.

372. Plasma effects in picosecond-femtosecond UV laser ablation of polymers / F. Beinhorn et al. // Applied Physics A. 2004. V. 79, № 4. P. 869-873.

373. High-aspect-ratio microdrilling of polymers with UV laser ablation: experiment with analytical model / V.N. Tokarev et al. // Applied Physics A. 2003. V. 76, № 3. P. 385-396.

374. Laser-Induced Nanometer-Nanosecond Expansion and Contraction Dynamics of Poly(methyl methacrylate) Film Studied by Time-Resolved Interferometry / T. Masubuchi et al. // The Journal of Physical Chemistry B. 2001. V. 105, № 13. P. 2518-2524.

375. Laser cleaning of polymer surfaces / T. Fourrier et al. // Applied Physics A. 2001. V. 72, № l.P. 1-6.

376. Burns F.C., Cain S.R. The effect of pulse repetition rate on laser ablation of polyimide and polymethylmethacrylate-based polymers // Journal of Physics D. 1996. V. 29, № 5. P. 1349-1355.

377. Ablation of poly(methyl methacrylate) and poly(2-hydroxyethyl methacrylate) by 308, 222 and 193 nm excimer-laser radiation / A. Costela et al. // Applied Physics A. 1995. V. 60, № 3. P. 261-270.

378. Time-dependent self-focusing and a 20 ps delay in laser ablation of polymers / H. Kim et al. // Applied Physics Letters. 1989. V. 54, № 22. P. 2274-2276.

379. Vasil'ev S.V., Nedolugov V.I. Dynamics of surface processes in a transparent dielectric exposed to laser radiation // Quantum Electronics. 2007. V. 37, № 11. P. 1047-1050.

380. Kuper S., Stuke M. Femtosecond uv excimer laser ablation // Applied Physics B. 1987. V. 44, № 4. P. 199-204.

381. Scully P.J., Jones D., Jaroszynski D.A. Femtosecond laser irradiation of polymethylmethacrylate for refractive index gratings // Journal of Optics A. 2003. V. 5, № 4. P. S92-S96.

382. Srinivasan R., Braren В., Casey K.G. Ultraviolet laser ablation and decomposition of organic materials // Pure Appl. Chem. 1990. V. 62, № 8. P. 1581-1584.

383. Spyratou E., Makropoulou M., Serafetinides A. Study of visible and mid-infrared laser ablation mechanism of PMMA and intraocular lenses: experimental and theoretical results // Lasers in Medical Science. 2008. V. 23, №2. P. 179-188.

384. Оптическая прочность полимерных материалов при их лазерной абляционной деструкции / Э.И. Воронина и др. // ЖТФ . 2009. Т. 79, № 5. С. 143-145.

385. Laser Ablation Modeling of Periodic Pattern Formation on Polymer Substrates / A. Lasagni et al. // Advanced Engineering Materials. 2008. V. 10, № 5. P. 488^493.

386. Underwater excimer laser ablation of polymers / I. Elaboudi et al. // Applied Physics A. 2008. V. 92, № 4. P. 743-748.

387. F2 excimer laser (157 nm) ablation of polymers: relation of neutral and ionic fragment detection and absoiption / M. Kuhnke et al. // Journal of Physics. Conference Series. 2007. V. 59. P. 625-631.

388. Gordon P., Balogh B., Sinkovics B. Thermal simulation of UV laser ablation of polyimide // Microelectronics Reliability. 2007. V. 47, № 2-3. P. 347-353.

389. Laser induced decomposition of a designed and a commercial polymer studied by ns-interferometry and shadowgraphy / M. Hauer et al. // Applied Physics A. 2003. V. 77, № 2. P. 297-301.

390. TEA laser ablation of Upilex polyimide / P.E. Dyer et al. // Journal of Physics D. 1996. V. 29, № 10. P. 2554-2563.

391. Babu S.V., D'Couto G.C., Egitto F.D. Excimer laser induced ablation of polyetheretherketone, polyimide, and polytetrafluoroethylene // Journal of Applied Physics. 1992. V. 72, № 2. P. 692-698.

392. Taylor R.S., Singleton D.L., Paraskevopoulos G. Effect of optical pulse duration on the XeCl laser ablation of polymers and biological tissue // Applied Physics Letters. 1987. V. 50, № 25. P. 1779-1781.

393. Oh J.-Y., Shin B.-S. Photothermal and Photochemical Investigation on Laser Ablation of the Polyimide by 355nm UV Laser Processing // Journal of the Korean Society of Precision Engineering. 2007. V. 24, № 4. P. 147-152.

394. Excimer laser etching of polyimide / J.H. Brannon et al. // Journal of Applied Physics. 1985. V. 58, № 5. P. 2036-2043.

395. Calorimetric and acoustic study of ultraviolet laser ablation of polymers / G. Gorodetsky et al. // Applied Physics Letters. 1985. V. 46, № 9. P. 828-830.

396. Dyer P.E., Sidhu J. Excimer laser ablation and thermal coupling efficiency to polymer films // Journal of Applied Physics. 1985. V. 57, № 4. P. 1420-1422.

397. Photoablation of polyimide with IR and UV laser radiation / R. Braun et al. // Applied Surface Science. 1989. V. 43, № 1-4. P. 352-357.

398. Krajnovich D.J. Near-threshold photoablation characteristics of polyimide and poly(ethylene terephthalate) // Journal of Applied Physics. 1997. V. 82, № 1. P. 427-435.

399. Krueger J., Niino H., Yabe A. Investigation of excimer laser ablation threshold of polymers using a microphone // Applied Surface Science. 2002. V. 197198. P. 800-804.

400. Mansour N., Ghaleh K.J. Ablation of polyethylene terephthalate at 266 nm // Applied Physics A. 2002. V. 74, № 1. P. 63-67.

401. Hirosuke W., Masahide Y. Laser ablation of poly(ethylene terephthalate) // Journal of Applied Polymer Science. 1997. V. 64, № 6. P. 1203-1209.

402. Lazare S., Granier V. Excimer laser light induced ablation and reactions at polymer surfaces as measured with a quartz-crystal microbalance // Journal of Applied Physics. 1988. V. 63, № 6. P. 2110-2115.

403. Aryltriazene photopolymer thin films as sacrificial release layers for laserassisted forward transfer systems: study of photoablative decomposition and transfer behavior / M. Nagel et al.// Applied Physics A. 2008. V. 92, № 4. P. 781-789.

404. Phase change dynamics in a polymer thin film upon femtosecond and picosecond laser irradiation / J. Bonse et al. // Applied Surface Science. 2005. V. 247, № i^. p. 440-446.

405. Lippert T. Laser Application of Polymers // Polymers and Light. Berlin-Heildelberg: Springer-Verlag, 2004. P. 51-246.

406. Laser induced microexplosions of a photosensitive polymer / L.S. Bennett et al. // Applied Physics A. 1996. V. 63, № 4. P. 327-332.

407. Laser ablation efficiency of pure metals with femtosecond, picosecond, and nanosecond pulses / A.F. Semerok et al. // High-Power Laser Ablation. Santa Fe (NM, USA), 1998. P. 1049-1055.

408. Ablation of metals by ultrashort laser pulses: theoretical modeling and computer simulations / Y.V. Afanasiev et al.// High-Power Laser Ablation II. Osaka, 2000. P. 266-274.

409. Exploring the explosive ablation regime of metals in nanosecond micromachining / J.M. Fishbum et al. // High-Power Laser Ablation II. Osaka, 2000. P. 453-460.

410. Caruso A., Gratton R. Some properties of the plasmas produced by irradiating light solids by laser pulses // Plasma Physics. 1968. V. 10, № 9. P. 867.

411. Nemchinov I.V. Steady-state motion of radiation-heated vapors of a material in the presence of lateral spreading flow // Journal of Applied Mathematics and Mechanics. 1967. V. 31, № 2. P. 320-339.

412. Kapitan D., Coutts D.W. The dynamic properties of shock-waves formed during laser ablation at sub-atmospheric pressures // Europhysics Letters. 2002. V. 57, №2. P. 205-211.

413. Колдунов М.Ф., Маненков A.A., Покотило И.Л. Взаимосвязь характеристик лазерного разрушенияв статистической теории // Квантовая электроника. 2000. Т. 30, № 7. С. 592-596.

414. Pantsar Н., Laakso P., Penttila R. Material removal rates of metals using UV and IR picosecond pulses // Fourth International WLT-conference on Laser in Manufacturing. Munich, 2007. P. 613-618.

415. Experimental investigations of laser ablation efficiency of pure metals with femto, pico and nanosecond pulses / A. Semerok et al. // Applied Surface Science. 1999. V. 138-139. P. 311-314.

416. Hirayama Y., Obara M. Heat-affected zone and ablation rate of copper ablated with femtosecond laser // Journal of Applied Physics. 2005. V. 97, № 6. P. 064903-6.

417. Sinko J.E., Phipps C.R. Modeling C02 laser ablation impulse of polymers in vapor and plasma regimes // Applied Physics Letters. 2009. V. 95, № 13. P. 131105-3.

418. Lee R., D'Souza B. Thrust stand micro-mass balance diagnostic techniques for the direct measurment of specific impulse // 43rd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint propulsion conference. Cincinnati, 2007. P. 1-19. (AIAA 2007-5300).

419. Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю. О критериях подобия опто-газодинамических характеристик лазерной абляции // Инженерная физика. 2010. № 8. С. 3-12.