CC BY
5Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №8. 2022
https://www.bulletennauki.ru https://doi.org/10.33619/2414-2948/81
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ/PHYSICAL & MATHEMATICAL SCIENCES
УДК 533.951 https://doi.org/10.33619/2414-2948/81/01
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ ИОНОВ W,
ОБРАЗОВАННЫЕ ПРИ ОСТРОМ И СКОЛЬЗЯЩИМ ИЗЛУЧЕНИИ ЛАЗЕРА
©Матназаров А. Р., канд. физ.-мат. наук, Ургенчский государственный университет г. Ургенч, Узбекистан, a_matnazarov@mail.ru
©Артикова Р., Ургенчский государственный университет, г. Ургенч, Узбекистан
W IONS ENERGY SPECTRA OF FORMED BY SHARP AND GRAZING LASER RADIATION
©Matnazarov A., Ph.D., Urgench State University, Urgench, Uzbekistan, a_matnazarov@mail.ru ©Artikova R., Urgench State University, Urgench, Uzbekistan
Аннотация. В данной статье исследовали энергетические спектры ионов плазмы, построенные с использованием пакета масс-зарядовых распределений ионов с кратностью заряда от Z до Zmax.
Abstract. In this article, we study the energy spectra of plasma ions constructed using a package of mass-charge distributions of ions with charge multiplicity from Z to Zmax.
Ключевые слова: лазерное излучение, энергетический спектр, кратность заряда, скользящей излучения.
Keywords: laser radiation, energy spectrum, multiplicity of charge, grazing radiation.
Энергетические спектры ионов плазмы, построенные с использованием пакета масс-зарядовых распределений ионов с кратностью заряда от Z до Zmax. На Рисунке 1 приведены типичные энергетические спектры ионов W, образованные при скользящем падении излучения лазера на поверхность W с q =1011 Вт/см2.
dN/dE I отн. ед.
О 1 2 3 Е, кэВ
Рисунок 1. Энергетические спектры ионов Ж, образованные при скользящем падении излучения лазера на поверхность W с q = 1011 Вт/см2. Цифры 1-3 соответствуют кратностям заряда Ъ
I Тип лицензии СС: Attribution 4.0 International (СС BY 4.0)
10
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №8. 2022
https://www.bulletennauki.ru https://doi.org/10.33619/2414-2948/81
Характерными особенностями энергетических спектров ионов с кратностью заряда Ъ=1-3 являются следующие: распределения ионов по энергиям имеют один максимум, который с ростом кратности заряда сдвигается в сторону больших энергий, а ширина энергетического спектра сужается; энергетические спектры ионов с Z=1-3 расположены в относительно низкоэнергетическом диапазоне (10^1000 эВ) энергий. На Рисунке 2 приведены типичные энергетические спектры ионов W, образованные при острой (а=18°) фокусировке излучения лазера на поверхность мишени с q =10п Вт/см2. Отсюда видно, что энергетические спектры ионов W, полученные при а=18° также имеют характерные особенности, которые были установлены при а=85°.
Однако, имеются отличительные стороны в энергетических распределениях ионов, наблюдаемые в зависимости от угла падения излучения лазера [1-5]. Энергетические распределения ионов с кратностью заряда от 1 до Zmax зависят от угла воздействия излучения на мишень. При скользящем падении (а=85°) излучения диапазон энергетического распределения существенно меньше, чем при острых (а=18°) углах падения. Например, как видно из Рисунков 1, 2, энергия Етах ионов W1+ и W4+, образующихся при а=85, не превышает 500 эВ и 1,0 кэВ соответственно, в то время как при а=18° Етах этих ионов достигает ~ 4,0 кэВ.
<1№с1Е : отн. ед.-
0 1 2 3 Е, кэВ
Рисунок 2. Энергетические спектры ионов образованные при острой (а=18°) фокусировке излучения лазера на поверхность мишени с q = 1011 Вт/см2. Цифры 1-6 соответствуют кратностям заряда Ъ
Из приведенных Рисунках 1 и 2 видны существенные изменения самих энергетических спектров при а=85° спектр имеет лишь один максимум, а при малом а=18° наблюдаются дополнительные рекомбинационные максимумы. Это свидетельствует о более высоком первоначальном зарядовом состоянии плазмы.
Наряду с энергетическими спектрами ионов определенный интерес представляют энергетические спектры ионов адсорбированных атомов на поверхность мишени при скользящем падении излучения. На Рисунке 3 приведены энергетические спектры примесных ионов, содержащихся на поверхности при скользящем падении излучения лазера с q = 1011 Вт/см2. Анализ полученных спектров дал возможность установить, что энергетические спектры примесных ионов (С1+, О1+, S1+, К1+, Со1+) имеют узкий энергетический диапазон (кроме ионов S1+), расположенный в области низких энергий, при чем спектры ионов имеют один максимум распределения и различаются значениями Етах и максимальной
I Тип лицензии СС: Attribution 4.0 International (СС BY 4.0)
11
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №8. 2022
https://www.bulletennauki.ru https://doi.org/10.33619/2414-2948/81
интенсивностью. Необходимо отметить, что энергетические спектры примесных двухзарядных ионов 02+, S2+, К2+, Со2+ также имеют узкий энергетический спектр и расположены в низкоэнергетическом интервале. Максимальная энергия примесных ионов Етах, как однозарядных, так и двухзарядных, не превышает значения ~ 1,0 кэВ. Сравнение энергетических спектров ионов W и примесных ионов (Рисунки 1 и 3), полученных скользящим излучением лазера, с данными (Рисунок 2), полученными при острой фокусировке излучения, показало, что на энергетических спектрах цифры 1-6 соответствуют ионам С1+, S1+, 01+, К1+, Со1+ ионов плазмы, образованных при а=85° отсутствует рекомбинационная
часть спектра. Известно, что энергетические спектры ионов плазмы, образованные при острой фокусировке, в основном состоят из двух частей. Первая часть, когда dN/dE растет с ростом Е ионов, обусловлена ионизационными процессами в плазме, и эта часть спектра образована в момент действия импульса излучения лазера.
12 3 Е. кэВ
Рисунок 3. Энергетические спектры ионов примесей, содержащихся на поверхности образованные при скользящем падении излучения лазера с q=1011 Вт/см2
А вторая часть, которая обусловлена рекомбинационными процессами с участием высокозарядных ионов, образуется после воздействия излучения лазера. Эти экспериментальные материалы, или еще одна особенность образования ионов при а=85°, свидетельствуют о более низком первоначальном зарядовом состоянии плазмы, образованной при скользящем падении излучения лазера на поверхность мишени. И это положение подтверждается исследованием масс-зарядового распределения ионов ' при а=85° и 18°.
Список литературы:
1. Колдунов М. Ф., Маненков А. А., Покотило И. Л. Механическое разрушение прозрачных твердых тел лазерными импульсами разной длительности // Квантовая электроника. 2002. Т. 32. №4. С. 335-340.
2. Колдунов М. Ф., Маненков А. А., Покотило И. Л. Теоретический анализ эффекта накопления в лазерном разрушении прозрачных диэлектриков при многократном облучении // Квантовая электроника. 1995. Т. 22. №7. С. 701-705.
3. Колдунов М. Ф., Маненков А. А., Покотило И. Л. Эффективность различных механизмов лазерного разрушения прозрачных твердых тел // Квантовая электроника. 2002. Т. 32. №7. С. 623-628.
® I
ь^НЗН Тип лицензии СС: Attribution 4.0 International (СС BY 4.0)
12
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №8. 2022
https://www.bulletennauki.ru https://doi.org/10.33619/2414-2948/81
4. Гуськов С. Ю., Бородзюк С., Калал М., Касперчик А., Краликова Б., Кроуски Е., Уллшмид Й. Генерация ударных волн и образование кратеров в твердом веществе при кратковременном воздействии лазерного импульса // Квантовая электроника. 2004. Т. 34. №11. С. 989-1003.
5. Бедилов М. Р., Бейсембаева Х. Б., Давлетов И. Ю. Влияние у-наведенных дефектов в стекле на процесс лазерного разрушения // Физика твердого тела. 2002. Т. 44. №6. С. 1048.
References:
1. Koldunov, M. F., Manenkov, A. A., & Pokotilo, I. L. (2002). Mekhanicheskoe razrushenie prozrachnykh tverdykh tel lazernymi impul'sami raznoi dlitel'nosti. Kvantovaya elektronika, 32(4), 335-340. (in Russian).
2. Koldunov, M. F., Manenkov, A. A., & Pokotilo, I. L. (1995). Teoreticheskii analiz effekta nakopleniya v lazernom razrushenii prozrachnykh dielektrikov pri mnogokratnom obluchenii. Kvantovaya elektronika, 22(7), 701-705. (in Russian).
3. Koldunov, M. F., Manenkov, A. A., & Pokotilo, I. L. (2002). Effektivnost' razlichnykh mekhanizmov lazernogo razrusheniya prozrachnykh tverdykh tel. Kvantovaya elektronika, 32(7), 623-628. (in Russian).
4. Guskov, S. Yu., Borodzyuk, S., Kalal, M., Kasperchik, A., Kralikova, B., Krouski, E., ... & Ullshmid, I. (2004). Generatsiya udarnykh voln i obrazovanie kraterov v tverdom veshchestve pri kratkovremennom vozdeistvii lazernogo impul'sa. Kvantovaya elektronika, 34(11), 989-1003. (in Russian).
5. Bedilov, M. R., Beisembaeva, Kh. B., & Davletov, I. Yu. (2002). Vliyanie y-navedennykh defektov v stekle na protsess lazernogo razrusheniya. Fizika tverdogo tela, 44(6), 1048. (in Russian).
Работа поступила Принята к публикации
в редакцию 17.06.2022 г. 21.06.2022 г.
Ссылка для цитирования:
Матназаров А. Р., Артикова Р. Энергетические спектры ионов W, образованные при остром и скользящим излучении лазера // Бюллетень науки и практики. 2022. Т. 8. №8. С. 1013. https://doi .org/10.33619/2414-2948/81/01
Cite as (APA):
Matnazarov, A., & Artikova, R. (2022). W Ions Energy Spectra Formed by Sharp and Grazing Laser Radiation. Bulletin of Science and Practice, 8(8), 10-13. (in Russian). https://doi.org/10.33619/2414-2948/81/01
Тип лицензии CC: Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)
13
