НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Акустическое зондирование зоны плавления в субмикронной пленке титана, нагреваемой фемтосекундным лазерным импульсом

СПИСОК АВТОРОВ:
Ашитков С.И., Комаров П.С., Струлева Е.В., Евлашин С.А.

СПИСОК АВТОРОВ (С РАСШИФРОВКОЙ):
Ашитков Сергей Игоревич, Комаров Павел Сергеевич, Струлева Евгения Вячеславовна, Евлашин Станислав Александрович

DOI:
https://doi.org/10.33849/2023404

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
4 декабря 2023 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
12

ГОД:
2023

СТРАНИЦЫ:
20-23

РУБРИКА:
Теплофизические свойства веществ

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
фемтосекундный лазерный импульс, интерферометрия, титан, плавление, кавитация

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
УДК 536.2.023; 532.591

АННОТАЦИЯ:
В работе исследованы генерация и распространение мощных пикосекундных акустических импульсов в субмикронном пленочном образце титана толщиной 410~нм, нагреваемом через стеклянную подложку лазерными импульсами длительностью 0.8~пс. Высокоскоростная лазерная спектральная интерферометрия была применена для регистрации движения тыльной свободной поверхности пленочного образца с пространственным разрешением (вдоль поверхности мишени), достигающим 3~мкм и временным разрешением --- 1~пс. Погрешность величины смещения поверхности не превышала $ pm1$~нм. По временной задержке выхода откольного импульса на тыльную поверхность образца, возникающего в результате кавитации в расплаве при релаксации растягивающих напряжений, оценена толщина расплава, образующегося вблизи фронтальной поверхности после нагрева ультракоротким лазерным импульсом. Оценена верхняя граница порога кавитации.

TITLE:
Acoustic probing of the melting zone in a submicron titanium film heated by a femtosecond laser pulse

AUTHORS:
Ashitkov S.I., Komarov P.S., Struleva E.V., Evlashin S.A.

KEYWORDS:
femtosecond laser pulse, interferometry, titanium, melting, cavitation

ABSTRACT:
In this work, we investigated the generation and propagation of high-power picosecond acoustic pulses in a submicron titanium film sample with a thickness of 410~nm, heated through a glass substrate by laser pulses with a duration of 0.8~ps.
High-speed laser spectral interferometry was used to record the motion of the back free surface of a film sample with spatial (3~$\mu$m) and temporal (1~ps) resolution. Based on the time delay in the release of the spall pulse on the back surface of the sample, which occurs as a result of cavitation in the melt during relaxation of tensile stresses, the thickness of the melt formed near the front surface after heating by an ultrashort laser pulse is estimated. The upper limit of the cavitation threshold has been estimated.