Пограничный электронный слой и образование плотной приповерхностной плазмы при импульсном лазерном воздействии

• Автор: Яковлев, Михаил Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 253 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОГРАНИЧНОГО ЭЛЕКТРОННОГО СЛОЯ
1.1 ВЛИЯНИЕ ПОГРАНИЧНОГО ЭЛЕКТРОННОГО СЛОЯ НА ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ВБЛИЗИ ПРОВОДЯЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
1.2 Пространственное распределение электронов в пограничном слое
1.2.1 Распределение электронов, образующих идеальную систему
1.2.2 Распределение электронов, образующих неидеальную систему
1.3 Пространственное распределение электронов в неизотермическом пограничном слое
1.3.1 Пространственное распределение электронов в неизотермическом пограничном слое
с линейной теплопроводностью
1.3.2 Пространственное распределение электронов в неизотермическом пограничном слое
с нелинейной теплопроводностью
1.4 Коллективные процессы, протекающие в пограничном электронном слое

1.4.1 Моделирование возмущений в пограничном слое идеальных электронов
1.4.2 Моделирование возмущений в пограничном слое неидеальных электронов
1.5 Некоторые физические особенности пограничного
электронного слоя
2 СТАЦИОНАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОГРАНИЧНОМ ЭЛЕКТРОННОМ СЛОЕ
2.1 Стационарная продольная проводимость в случае идеальной электронной компоненты
2.2 Стационарная продольная проводимость в случае неидеальной электронной компоненты
3 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ С ПОГРАНИЧНЫМ СЛОЕМ ЭЛЕКТРОНОВ
3.1 Взаимодействие электромагнитного излучения с электронами пограничного слоя в отсутствие внешнего магнитного поля
•3.2 Взаимодействие электромагнитного излучения с электронами пограничного слоя при наличии внешнего магнитного поля
4 ВЛИЯНИЕ ПОГРАНИЧНОГО ЭЛЕКТРОННОГО
СЛОЯ НА БЫСТРУЮ ИОНИЗАЦИЮ ГАЗА У
ПОВЕРХНОСТИ ОБЛУЧАЕМОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МИШЕНИ
4.1 Постановка задачи и математическая модель
4.2 Результаты численных расчетов и их обсуждение

5 ВЛИЯНИЕ ФАКТОРА НЕИДЕАЛЬНОСТИ НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИКОСЕ-
КУНДНОЙ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ
5.1 Физическая природа фактора неидеальности в условиях пикосекундной лазерной плазмы
5.1.1 Поляризационный механизм фактора неидеальности
5.1.2 Обменный механизм фактора неидеальности
5.2 Влияние фактора неидеальности на процесс образования пикосекундной лазерной плазмы
Заключение
6 Приложения
ЛИТЕРАТУРА

интенсивности излучения I ~ 1013 Вт/м2 и давлении азота р > 100 бар за время I ~ 10~9 с вблизи поверхности мишени должно наблюдаться формирование области сильноионизированной плазмы, экранирующей поверхность от падающего излучения. Электронная температура достигала значения порядка 1 эВ за время I ~ 1СГ10 с, после чего практически не менялась до наступления пробоя. Благодаря низкой подвижности электронов вблизи поверхности происходило формирование пространственного заряда, поле которого создавало дополнительную работу выхода электронам эмиссии. К моменту наступления пробоя потенциал пространственного заряда достигал значения С/ ~ 3 В, что вызывало полное прекращение термоэмиссии. Пороговая величина давления при указанной интенсивности составляет несколько десятков бар; порог по интенсивности при давлении 100 бар равен I ~ 4 1012 Вт/м2.
Следует сделать несколько замечаний относительно физической модели, которая была использована при численном моделировании в работах [77], [78]. В указанных расчетах пренебре-галось влиянием ПЭС на развитие ионизации около поверхности мишени. По этой же причине распределение электрического поля в зависимости от расстояния до мишени предполагалось зависящим лишь от величины пространственного заряда электронов эмиссии. Наличие же нескомпенсированного положительного заряда в металле, создающего сильное электростатическое поле у его поверхности, не учитывалось. Подобное рассмотрение эквивалентно тому, что толщина ПЭС предполагается бесконечно малой. Однако, забегая вперед необходимо отметить, что влиянием электронов ПЭС нельзя пренебрегать хотя бы по следующей причине. Их концентрация на расстоянии длины свободного пробега (т.е. на расстоянии, которое уже нельзя считать бесконечно