Κεφάλαιο 1 - Nemertes

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ
Σχήµα 3.9: Συνεχή απεικόνιση του ωστικού κύµατος κατά την ακτινοβόληση πολυµερούς
Kapton µε παλµό πυκνότητας ενέργειας 4.5J/cm 2 σε a) 50ns, b) 100ns, c) 200 ns, d) 400 ns,
e) 700 ns µετά την αρχή του παλµού [18]
Όµως, ωστικά κύµατα παράγονται επίσης από την ανάκρουση του εκτινασσόµενου υλικού
plume και δεν έχει προσδιορισθεί κατά πόσο ευθύνονται για την αρχική εκτίναξη του υλικού.
Πιο συγκεκριµένα µπορούµε να διακρίνοµε τρεις πηγές ‘γένεσης’ αυτών των κυµάτων:
132
1. Η πρώτη πηγή του κύµατος πίεσης συσχετίζεται µε την οπισθο-ανάκρουση που
ασκείται κατά την εκτίναξη του υλικού. Αυτό επιφέρει ένα κύµα συµπίεσης που
διαδίδεται προς το υπόστρωµα. Η ακριβής εξάρτηση του πλάτους αυτού του
κύµατος εξαρτάται από τον χρόνο εκτίναξης του υλικού και τη φύση της
διαδικασίας (επιφανειακή εξάτµιση, εκτίναξη µεγάλου όγκου υλικού). Συνήθως
εκφράζεται µε την εξίσωση κίνησης του πιστονιού:
1
2
2
3
3
3
⎡( γair + 1) ρair⎤
⎡ 1 ⎤ ⎡ FLASER F ⎤
− 0
max∞
⎢ 2 ⎥ ⎢ ⎢ ⎥
f /2+ 1
⎥
τ pulse
P
⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎢⎣ ⎥⎦
Εξίσωση: 3.50
όπου F0 παριστάνει την ενέργεια που παραµένει στο υπόστρωµα ως θερµότητα,
f=2cν/R µε cν την ειδική µοριακή θερµότητα των ιδανικών αερίων. Στις υψηλές
πυκνότητες ενέργειας, λόγω της εκποµπής πλάσµατος, η παραπάνω σχέση έχει τη
µορφή pmax∝F 3/4
2. Μια δεύτερη εξήγηση της γένεσης κύµατος πίεσης είναι το γεγονός ότι η γρήγορη
εναπόθεση θερµότητας από το Laser επιφέρει αύξηση της πίεσης, ανάλογη της
πυκνότητας ενέργειας και του συντελεστή Grüneisen Γ.