Основные механизмы распространения плазменного фронта

Основные механизмы распространения плазменного фронта

Была разработана теория распространения дозвуковых радиационных волн (ДРВ) - фронтов нагрева и ионизации, возникающих при взаимодействии с преградой сравнительно длительных импульсов излучения при больших размерах пятна облучения. Проведено теоретическое исследование ДРВ при взаимодействии потоков лазерного излучения (Nd, CO2 УФ- лазеры) и излучения сплошного спектра с преградой, окруженной достаточно плотным газом (воздух, гелий, неон). С помощью численного моделирования соответствующих радиационно-газодинамических задач определены основные закономерности и параметры явления, подтвержденные сравнением с имеющимися экспериментальными данными. Проанализирован процесс ускорения прозрачных для лазерного излучения радиационных волн со скоростями 1-10 м/c (медленных волн светового горения при неполном поглощении лазерного излучения и квазиобъемном характере лучеиспускания плазмой) и процесс их перехода в быстрые со скоростями 1-3 км/c (с полным поглощением лазерного излучения и высокой степенью черноты излучающей плазмы). Построены простые аналитические модели явлений, позволяющие проводить оценки параметров ДРВ. Обнаружен режим распространения навстречу источнику теплового излучения комплекса из волны светового горения (ДРВ) и волны световой детонации, поддерживаемой ультрафиолетовой частью излучения источника. Обнаружены квазистационарные режимы распространения ДРВ, связанные с двумерным характером течения, получены критерии существования этих режимов, выявлена возможность управления процессом распространения волн светового горения с помощью тонких лазерных лучей высокой интенсивности. Результаты исследований важны в вопросах технологической обработки материалов, создании селективных источников излучения, вопросах диагностики плазмы.

Изолинии давления при отношении плотности потока лазерного излучения в центре к плотности потока на периферии 100 (слева) и 30 (справа)