Лазерный нагрев стеклокерамических сред приводит к изменению их структурно-фазового состояния. Поглощательная способность стеклокерамики на длине волны излучения СО₂-лазера (10,6 мкм) весьма велика и практически одинакова в аморфном и кристаллическом состояниях. Излучение видимого и ближнего ИК-диапазона сильно рассеивается в кристаллической фазе стеклокерамики, что приводит к ее быстрому разогреву в облученной области, но аморфная фаза для данного излучения прозрачна. Это приводит к возникновению специфических термооптических эффектов. Исследование кинетики структурных изменений в стеклокерамике под действием излучения непрерывного YAG:Nd-лазера показало ряд принципиальных отличий от случая применения излучения СО₂-лазера. Наиболее интересным из наблюдавшихся явлений при воздействии излучения YAG:Nd-лазера оказалось возникновение режима колебательного измене­ния пропускания пластины ситалла в облученной области. Была составлена принципиальная картина изменений прозрачности в стеклокерамике при воздействии излучения YAG:Nd-лазера и решена термооптическая задача характерной кинетики изменения температуры. Показано, что скачкообразное изменение поглощательной способности от темпе­ратуры приводит к колебательному характеру изменения пропускания во времени. Обнаруженные явления открывают возможность создания новых типов элементов и устройств. Ил. 7, табл. 1, библиогр. 3.

Предложена комплексная модель, описывающая процессы образования кластеров в облаке пара продуктов лазерной абляции (ЛА) и их осаждения на плоской подложке при формировании тонкой пленки. Модель позволяет проводить мониторинг всех параметров процесса ЛА: температуры мишени, газодинамических параметров потока продуктов ЛА, параметров нанокластеров и характеристик напыляемой пленки. С использованием предложенной модели выполнено численное исследование задачи нанесения пленки атомов и кластеров ниобия методом ЛА в вакууме. Выполненные численные исследования позволяют установить общие закономер­ности между параметрами течения пара (включая параметры кластеров) и свойствами получаемых пленок. Ил. 4, библиогр. 6.

Проведен анализ термодинамически неустойчивого по концентрации вакансий кислорода состояния стекла, которое возникает при лазерном локальном нагревании. Показано, что в этом случае процесс кристаллизации происходит со значительно большими скоростями, чем в равновес­ном состоянии. Также проведен анализ зависимости вязкости материала от концентрации примесей, содержащихся в нем. Таким образом, рассмотрен процесс лазерного нагревания кварцевого стекла на основе модели „жидкость—деформированный вакансиями кристалл“, а также математически продемонстрирована возможность применения этой вакансионной модели для анализа вязкости кварцевого стекла с примесями. Ил. 4, библиогр. 10.

Экспериментально показано протекание быстрой лазерной кристаллизации любого стекло­образного материала вне зависимости от наличия в нем примесей, атомы которых отвечают за образование центров кристаллизации при общепринятом процессе кристаллизации. Результаты экспериментов, приведенные в статье, предсказаны на основе применения модели структуры стекла „жидкость—деформированный вакансиями кристалл“ к описанию лазерной кристалл­лизации стеклообразных материалов. Ил. 4, библиогр. 11.

Разработаны специальные методы, повышающие качество лазерной очистки поверхностей и расширяющие возможности ее применения, такие как обработка через прозрачную пленку и обработка наклонным пучком. Проведенные исследования выявили перспективность применения лазерной очистки для снятия покрытия, удаления радиоактивно загрязненного поверхностного слоя, очистки микроотверстий, очистки предметов исторического и культурного наследия. Ил. 8, библиогр. 5.

При осаждении тонких пленок и слоев в работе были использованы два метода: импульсное лазерное осаждение (PLD) и лазерно-индуцированный перенос пленок (LIFT). Первый метод основан на использовании излучения эксимерного KrF-лазера. Излучением KrF-лазера произво­дилась абляция материала мишени из CrSi₂ или β-FeSi₂ с целью получения тонкой пленки или слоя силицида с узкой шириной запрещенной зоны для последующего использования в качестве сенсора. Пленки на основе CrSi₂ могут обладать как полупроводниковыми, так и металлическими свойствами в зависимости от параметров осаждения. Показано, что чем выше содержание полупроводниковой фазы в осажденных пленках и слоях, полученных методом PLD и LIFT, тем выше значения термоэдс и коэффициента тензочувствительности. Ил. 6, табл. 1, библиогр. 7.

Рассмотрены преимущества гибридной светолазерной сварки на основе анализа процессов тепломассопереноса и транспор­тировки излучения. Разработана модель комбинированного воздействия лазерного луча и дополнительного источника нагрева (мощной дуговой лампы) на обрабатываемый материал. Для моделирования формирования микроструктуры в стали при комби­нированном гибридном термическом цикле была получена кинетическая модель, описывающая фазовые превращения. Результаты моделирования, а также экспериментальные данные подтверж­дают, что возможно управлять процессом формирования микроструктуры стали, изменяя пара­метры комбинированного светолазерного воздействия. Ил. 4, библиогр. 7.

Показано влияние параметров лазерного термораскалывания на качество получаемых стеклянных изделий — прочность, шероховатость и температурный профиль зоны нагрева. Показано преимущество эксплуатационных свойств стеклянных изделий, полученных лазерным термораскалыванием, по сравнению с другими методами. Ил. 3, библиогр. 6.

Предложен новый метод восстановления формы импульса и профиля лазерного пучка, основанный на использовании интегральных измерений энергии лазерного излучения. В одномер­ном случае работоспособность и эффективность алгоритма продемонстрирована на примере восстановления отклика молекулы L-cystine при воздействии малопериодного терагерцового импульса. Для пространственно двумерной области предложенный метод позволяет получить высокоточное восстановление модельных профилей пучка. Аналогичное восстановление профиля пучка, выполненное на основе методов оптической томографии, существенно уступает по качеству. Ил. 5, библиогр. 15.

Рассчитаны параметры лазерного излучения для одноимпульсного удаления металлических пленок, применяемых при создании большеразмерных антенн с заданной диаграммой направленности. С помощью реализованной оптической схемы лазерного технологического комплекса обеспечены необходимые параметры лазерного излучения на обрабатываемой поверхности произвольного профиля, долговременная (более 10 ч) стабильность этих параметров при высоких (до 3·10⁹ Вт/см²) значениях плотности мощности на поверхности обрабатываемого изделия с сохранением хорошей адгезии между металлом и диэлектриком на границе зоны абляции при неровности края зоны менее 10 мкм. Ил. 4, библиогр. 7.

Описан метод лазерной вытяжки ближнепольных оптических зондов (БОЗ) из оптоволокна. Сканирующий ближнепольный оптический микроскоп (СБОМ) работает на основе сканирования образца источником оптического излучения с размерами, меньшими длины волны света. Этим источником является зонд — заостренное оптическое волокно с металлическим покрытием. Фактором, который определяет его максимально возможное разрешение, является качество используемого зонда. Распределение интенсивности света в дальнем поле связано с параметрами апертуры БОЗ. Поэтому по дальнему световому полюможно охарактеризировать апертуру БОЗ. Разработана методика регистрации излучения зонда в дальнем поле с расширенным диапазоном регистрируемой освещенности. Распределения освещенности в дальней зоне сопоставлены с качеством зондов. Ил. 6, библиогр. 8.

Целью работы являются разработка и создание системы оптического мониторинга в режиме реального времени лазерного технологического процесса и интеграция этой системы с системами лазерного технологического комплекса. Контроль процесса селективного лазерного спекания в представленной системе оптического мониторинга основан на измерении максимальной температуры и ее распределения в области спекания методом спектрального отношения с пространственным и временным разрешением, визуализации области спекания с помощью цифровой видеокамеры. Канал визуального контроля позволяет вести непрерывное наблюдение области спекания на поверхности порошковой насыпки и оценивать качество спекаемого изделия. Синхронизация работы каналов системы мониторинга с технологическим процессом, обработка сигналов и вывод информации на дисплей компьютера осуществляются с применением разработанного программного обеспечения. Результаты применения данной системы мониторинга указывают на возможность постро­ения на ее основе систем управления лазерными технологическими процессами в режиме реаль­ного времени. Ил. 4, библиогр. 4.