Рис. 6.4. Схема посилення світла за допомогою резонатора:

' — збуджений атом; • — незбуджений атом

Поглинання і передавання енергії. Поглинальна здатність неокисненої металевої поверхні при довжині хвилі лазерного випромінювання Х~ 10,6 мкм (інфрачервоні промені технологічних С02-лазерів) визначається з рівняння Хагена—Ру-бенса:

Л= 112,2(с0- \У'\ (6.4)

де А = 1 - Я; Я — коефіцієнт відбиття; с0 — питома електропровідність металу для постійного струму, Ом/м.

Інтенсивність поглиненого випромінювання з глибиною X змінюється за експонентою відповідно до закону Бугера:

І(х) = 10Ае\р(-ах),(6.5)

де /0 — інтенсивність лазерного випромінювання, яке підводиться до поверхні матеріалу; А — поглинальна здатність матеріалу; а — коефіцієнт поглинання світла в даному середовищі.

Механізм поглинання лазерної енергії і переходу її в теплову енергію залежить від природи матеріалу. Для металів, оптичні властивості яких можуть бути описані за допомогою моделі вільних електронів, характерне переважно поглинання квантів світла електронами провідності (вільні електрони). Внаслідок цього підвищується енергія електронів, яка передається кристалічній ґратці та іншим електронам. Цей процес розвивається на глибині до 10-7— ІО"6 мм за дуже короткий проміжок часу (~10-"-10-10 с).

Поступово, приблизно через 10~9—10~8с, відбувається вирівнювання температури електронного газу і кристалічної ґратки, гобто можна ввести поняття загальної температури металу Т.

Передавання енергії від тонкого поверхневого шару в об'єм матеріалу відбувається за допомогою різних механізмів теплопровідності (електронної, фононної, променевої). Основне значення при цьому має температура поверхні. Так, при низьких температурах фононна теплопровідність є значною. Однак при

Накачування