Вышедшие номера
Термоциклирование поверхности меди в доабляционном режиме при нагреве ультрафиолетовыми лазерными наносекундными импульсами
Рогалин В.Е.1, Жаховский В.В.2, Иногамов Н.А.2,3,4, Колобов Ю.Р. 5, Манохин С.С. 5, Малинский Т.В.1, Неласов И.В. 5, Перов Е.А.3, Петров Ю.В.4, Хохлов В.А.4, Хомич Ю.В.1, Долуденко А.Н.3
1Институт электрофизики и электроэнергетики РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова, Москва, Россия
3Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия
4Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, Черноголовка, Россия
5Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН, Черноголовка, Россия
Email: kolobov@icp.ac.ru, manohin@icp.ac.ru, nelasov@icp.ac.ru
Поступила в редакцию: 30 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 8 сентября 2025 г.
Принята к печати: 11 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 30 января 2026 г.

Экспериментально изучено формирование рельефа поверхности на меди после воздействия наносекундных лазерных импульсов при допороговой интенсивности, в конденсированном состоянии. В облученных зонах около границ зерен сформирована система микровыступов/впадин, имеющая деформационный характер. Молекулярно-динамическое моделирование показало, что анизотропия теплового расширения разноориентированных зерен при циклическом нагреве до предплавильной температуры - основная причина развития рельефа, так как возникающие в приповерхностном слое, термонапряжения, превышают предел текучести материала. Зарегистрировано накопление дефектов с ростом плотности энергии и числа импульсов. Результаты важны для понимания механизмов деградации металлооптики при термоциклическом импульсном нагружении. Ключевые слова: полированная медь, наносекундный УФ лазер, оптикопластический эффект, границы зерен, пластическая деформация, молекулярно-динамическое моделирование.
  1. С.И. Анисимов, Я.А. Имас, Г.С. Романов, Ю.В. Ходыко. Действие излучения большой мощности на металлы. Наука, Москва (1970)
  2. А.М. Прохоров, В.И. Конов, И. Урсу, И. Михэйлеску. Взаимодействие лазерного излучения с металлами. Наука, М. (1988)
  3. В.П. Вейко, М.Н. Либенсон, Г.Г. Червяков, Е.Б. Яковлев. Взаимодействие лазерного излучения с веществом (силовая оптика). Физматлит, М. (2008)
  4. Ф. Мирзоев. ЖТФ 72, 53 (2002)
  5. С.В. Васильев, А.Ю. Иванов, В.А. Лиопо. ИФЖ 80, 12 (2007)
  6. K. Vegel, P.J. Beckland. Appl. Phys. 36, 3697 (1965)
  7. Л.Н. Лариков, В.Ф. Мазанко, В.М. Фальченко. ФХОМ 6, 144 (1983)
  8. Р.Е. Ровинский, В.Е. Рогалин, В.М. Розенберг, М.Д. Теплицкий. ФХОМ 3, 7 (1980)
  9. J.F. Figueira, S.J. Thomas. IEEE J. Quantum. Electron. QE-18, 9, 1381-1386 (1982)
  10. J.F. Figueira, S.J. Thomas. In Springer Series in Chemical Physics. V. 33. Surface studies with lasers. Ed. by J.R. Aussenegg, A. Leithner, M.E. Lippitsch. Springer--Verlag, Berlin (1983). PP. 212-215
  11. В.С. Макин. Оптический журнал 79, 4, 3-8 (2012). [V.S. Makin. J. Opt. Technol. 79, 4, 198-201 (2012).]
  12. M. Wisse, L. Marot, B. Eren, R. Steiner, D. Mathys, E. Meyer. Fusion Eng. Des. 88, 5, 388-399 (2013)
  13. Т.В. Малинский, С.И. Миколуцкий, В.Е. Рогалин, Ю.В. Хомич, В.А. Ямщиков, И.А. Каплунов, А.И. Иванова. ПЖТФ 46, 16, 51 (2020)
  14. Т.В. Малинский, В.Е. Рогалин. ЖТФ 92, 2, 268 (2022)
  15. Т.В. Малинский, В.Е. Рогалин, В.А. Ямщиков. ФММ 123, 2, 192 (2022)
  16. Y.V. Khomich, T. Malinskiy, V. Rogalin, V.A. Yamshchikov, I.A. Kaplunov. Acta Astronaut. 194, 434 (2022)
  17. V. Zhakhovsky, Yu. Kolobov, S. Ashitkov, N. Inogamov, I. Nelasov, S. Manokhin, V. Khokhlov, D. Ilnitsky, Yu. Petrov, A. Ovchinnikov, O. Chefonov, D. Sitnikov. Phys. Fluids 35, 096104 (2023)
  18. R.J. Clifton. Appl. Mech. Rev. 43, 5S, S9 (1990)
  19. M.A. Meyers, D.J. Benson, O. Vohringer, B.K. Kad, Q. Xue, H.H. Fu. Mater. Sci. Eng. A, 322, 1--2, 194=216 (2002)
  20. P. Thompson, H. M. Aktulga, R. Berger, D.S. Bolintineanu, W.M. Brown, P.S. Crozier, P.J. in't Veld, A. Kohlmeyer, S.G. Moore, Dac Nguyen, R. Shan, M.J. Stevens, J. Tranchida, S.J. Plimpton. Comp. Phys. Comm. 271, 108171 (2022)
  21. A. Stukowski. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 18, 015012 (2009)
  22. R. Perriot, V. Zhakhovsky, N. Inogamov, I. Oleynik. J. Phys.: Conf. Ser. 500, 172008 (2014). EAM potential for Cu is available via https://doi.org/10.13140/RG.2.2.30152.02562