Введение
Глава 1. Физические процессы в плазме, созданной фемтосекундным лазерным импульсом 15
1.1. Общее описание физических процессов при взаимодействии фемтосекундного лазерного импульса с веществом 15
1.2. Необходимость моделирования на больших временах 18
1.3 Выбор способа моделирования 21
1.4 Гидродинамические процессы в плазме 23
1.4.1 Особенности гидродинамических моделей 25
1.4.2 Уравнения модели 28
1.5. Кинетика фемтосекундной лазерной плазмы 30
1.5.1 Переходы между уровнями 31
1.5.2 Ионизация и рекомбинация 35
1.5.3 Перезарядка 41
1.5.4 Итог 42
1.6. Численные модели 44
1.7. Основные результаты главы 45
Глава 2. Построение и тестирование численной модели 47
2.1. Гидродинамические процессы 49
2.1.1 Лагранжевы координаты 49
2.1.2 Закон сохранения массы 50
2.1.3 Уравнение изменения импульса частиц 51
2.1.4 Уравнение теплопроводности 55
2.1.5 Размерность и симметрия численной схемы, вычисление координаты, площади и объема 59
2.1.6 Обмен энергией между электронной и ионной подсистемами 64
2.1.7 Гидродинамическое взаимодействие плазмы и газа 64
2.2 Ионизация, рекомбинация и перезарядка 66
2.3 Итоговые уравнения, порядок вычисления, устойчивость и сходимость 72
2.4. Основные результаты главы 76
Глава 3. Моделирование разлета плазмы и ее взаимодействия с газом 78
3.1. Разлет плазмы кремния и вольфрама в вакуум и газ 79
3.1.1. Начальные условия 79
3.1.2. Моделирование разлета плазмы в вакуум и газ 81
3.2. Интерпретация данных эксперимента 97
3.2.1. Эксперимент 97
3.2.2. Интерпретация 98
3.3. Полевая ионизация 106
3.4. Разлет в газ различного давления. Применение 119
3.4.1 Защита оптики 119
3.4.2 Напыление 123
3.5. Основные результаты главы 126
Заключение 130
Благодарности 134
Список литературы 135
