Введение
Глава I. Основные методы лазерной диагностики и лазерные методы формирования микроструктур .
1.1. Методы диагностики лазерноиндуцированных процессов 39
1.2. Лазерная диагностика при помощи усилителя яркости оптических изображений 46
1.3. Экспериментальная установка и методика измерений 48
1.4. Формирование изображения в лазерном проекционном микроскопе 60
1.4.1. Дифракционная задача и формирование поля на входе лазерного усилителя 61
1.4.2. Образование изображения в лазерном мониторе 66
1.4.3. Формирование изображения в лазерном усилителе яркости 71
1.5. Формирование микроструктур при лазерной термохимической модификации поверхности 74
1.6. Визуализация процесса сварки оптических волокон при помощи лазерного монитора 82
1.7. Гидродинамика формирования микроструктур при лазерном воздействии на вещество 87
1.7.1. Гидродинамические процессы в ванне расплава 88
1.7.2. Математическая модель термокапиллярной конвекции 90
1.7.3. Математическое моделирование динамических процессов при образовании структур и неустойчивостей на поверхности вещества 96
1.7.4. Экспериментальные результаты 101
Выводы к главе 1 110
Глава II. Лазерное воздействие на поверхность графита и диагностика в реальном масштабе времени плавления при атмосферном давлении .
2.1. Методика экспериментальных исследований воздействия квазипериодического лазерного излучения на поверхность графита 111
2.2. Экспериментальные результаты и их обсуждение 112
2.3. Методика восстановления трехмерного рельефа поверхности по ее двумерным изображениям 119
2.4. Плавление углерода, нагреваемого сконцентрированным лазерным излучением в воздухе при атмосферном давлении и температуре, не превышающей 4000 К 132
2.5. Исследование поверхности образцов после лазерного воздействия 137
2.5.1. Исследование нагреваемой поверхности графита с помощью лазерного монитора и оптического микроскопа 141
Выводы к главе II 149
Глава III. Формирование субмикронных и наноструктур на поверхности углеродо-содержащих материалов под действием лазерного излучения .
3.1. Наночастицы, нанокластеры и наноструктуры. Методы их получения в поле лазерного излучения 150
3.1.1. Классификация 151
3.1.2. Аллотропные формы углерода. Углеродные нанот- рубки 151
3.1.3. Получение нанотрубок и наноструктур 156
3.2. Описание экспериментальной методики 163
3.3. Объект исследования. Параметры лазерного воздействия 170
3.4. Образование микро- и наноструктур на поверхности стеклоуглерода при лазерном воздействии 170
3.5. Особенности поверхности углеродосодержащих материалов после кристаллизации, возмущенной лазерным импульсно периодическим излучением 191
Выводы к главе III 199
Глава IV. Формирование углеродных субмикронных и наноструктур на поверхности холодной подложки при воздействии лазерного излучения на поверхность углеродосодержащих материалов в атмосферном воздухе .
4.1. Лазерная абляция. Тепловая и гидродинамическая модели (краткий обзор) 201
4.2. Экспериментальная методика 208
4.3. Наблюдение процесса лазерной абляции и осаждения частиц на подложку в реальном масштабе времени при помощи лазерного монитора 212
4.4. Исследование области осаждения аблированных частиц на подложке при помощи сканирующего зондового микроскопа 215
4.5. Формирование субмикронных и наноструктур в слоистой системе подложка из кварцевого стекла - металл 220
4.6. Результаты экспериментов 224
4.7. Формирование наноструктур на поверхности холодной подложки при воздействии импульсно-периодического излучения с наносекундной длительностью импульсов 225 4.8. Экспериментальное сопоставление процессов лазерной абляции твердых мишеней в воде и воздухе при пикосе- кундной длительности импульсов 230
4.9. Способ осаждения частиц из плазменного эрозионного факела управляемым геометрическим макрораспределением... 233
4.10. Формирование наноструктур на поверхности холодной подложки при воздействии непрерывного лазерного излучения и изучение их характеристик 235
Выводы к главе IV 239
Глава V. Нелинейная динамика поверхностных колебаний жидкости, возбуждаемых лазерным излучением. фрактальные свойства поверхности . 240
5.1. Пространственные характеристики оптического изображения области лазерного воздействия на поверхность вещества 245
5.2. Распределение энергии по пространственным частотам для гидродинамического процесса в области лазерного воздействия 250
5.3. Количественные характеристики оптических изображений области лазерного воздействия 252
5.4. Формирование волновых структур на поверхности расплава при импульсно-периодичном лазерном воздействии 260 5.5. Нелинейная динамика поверхностных колебаний жидкости, возбуждаемых лазерным излучением. Фазовые портреты колебаний 262
5.6. Временные характеристики гидродинамических неустой- чивостей, индуцированных мощным лазерным излучением. Восстановление фазового портрета 266
Выводы к главе V 282
Общие выводы: 283
Список литературы 286
