Диапазоны плотности мощности лазерного излучения, в пределах которых преобладают те или иные процессы

Приведенные в таблице данные следует рассматривать как приближенные. Их значения могут изменяться в зависимости от длительности импульса, характе­ристик облучаемого материала и т. п. При относительно невысо­ких значениях плотности мощности излучения преобладает плавление. Повышение плотности мощности приводит к тому, что основную роль начинает играть испарение. Оно носит обычный характер и не сопряжено с заметным взаимодействием между падающим пучком и испарившимся материалом. При дальнейшем повышении плотности мощности излучения возникают индуцированные волны поглощения, которые оказы­вают преобладающее влияние на физические процессы, в то время как роль испарения снижается. Для СО₂-лазеров порог возникновения волн поглощения примерно на порядок ниже, чем для твердотельных и волоконных лазеров, работающих в более коротковолновой части оптического спектра.

Приведенные в табл. 1 данные о поро­ге возникновения волн поглощения относятся к случаю воздей­ствия лазерного микросекундного импульса на титановую ми­шень. Величина порога зависит от условий облучения. Тем не менее, приведенные в табл. 1 значения можно использовать для оценки порога возникновения рассматриваемых процессов взаимодействия по порядку величины.

С точки зрения лазерных методов обработки материалов (сварка, резка, пробивка отверстий и т.п.) наибольший интерес представляет область, расположенная ниже порога возникновения индуцированной волны поглощения. В этой области энергия лазерного излуче­ния тратится на изменение состояния облучаемого объекта, то­гда как в области выше порога энергия в основном идет на поддержание индуцированной волны поглощения и других плаз­менных явлений.

На рис. 2 показаны примерные области с различными режимами взаимодействия и отмечены их воз­можные применения.

Рис. 2. Диапазоны плотности мощности и длительности импульсов ла­зерного излучения, пригодные для различных процессов обработки мате­риалов.