scholarly journals STUDIES OF PROCESSES OF THE PRECURSOR FORMATION FOR PRODUCTION OF CuAlO NANOCERAMICS AT THE EFFECT OF DOUBLE LASER PULSES ON AD1 AND M2 ALLOYS IN THE AIR ATMOSPHERE

Author(s):  
Максим Николаевич Коваленко ◽  
Наталья Анатольевна Алексеенко ◽  
Людмила Владимировна Маркова ◽  
Любовь Сергеевна Рутковская ◽  
Мария Петровна Патапович ◽  
...  

Проведено исследование процессов образования смешанных нанопорошков Al, оксидов меди и алюминия, прекурсоров для получения нанокерамик типа CuAlO и CuAlO при воздействии сдвоенных лазерных импульсов энергией 53 мДж и между импульсным интервалом 10 мкс на мишень, состоящую из пластинок алюминия марки АД1 и меди марки М2, склеенных между собой и помещенную в закрытую стеклянную прямоугольную кювету. Установлено, что последовательное воздействие серий сдвоенных лазерных на мишень из алюминия, а затем на мишень из меди приводит к многократному увеличению выхода субоксидов AlO, ионов и атомов алюминия и меди в лазерном факеле, направляемом на подложку, при напылении пленок, по сравнению с воздействием одиночными лазерными импульсами. Изучены процессы, происходящие на поверхности подложки при напылении пленок. Показана возможность получения прекурсоров для получения нанокерамик типа CuAlO и CuAlO. A study of formation of mixed Al nanopowders, copper and aluminum oxides, and precursors for production of CuAlO and CuAlO nanoceramics under the influence of double laser pulses with energy of 53 mJ and the interpulse interval of 10 microseconds on a target consisting of plates of aluminum grade AD1 and copper grade M2, 0,4 mm thick, glued together and placed in a closed rectangular glass cuvette. It is found that the successive exposure of a series of double laser beams to an aluminum target and then to a copper target leads to a multiple increase in the yield of AlO suboxides, aluminum and copper ions and atoms in the laser torch, compared with the exposure to single laser pulses. To better understand the hidden mechanisms of this dependence, we study the processes occurring both on the surface and in the near-surface laser plasma inside the resulting microchannel when the target is broken by a series of single and double laser pulses. The possibility of obtaining precursors for the production of nanoceramics such as CuAlO, CuAlO is shown.

Author(s):  
Ходор Баззал ◽  
Наталья Анатольевна Алексеенко ◽  
Евгений Семенович Воропай ◽  
Максим Николаевич Коваленко ◽  
Мария Петровна Патапович ◽  
...  

Проведено исследование процессов образования нанопорошков AlO и AlN при воздействии сдвоенных лазерных импульсов энергией 52 мДж и между импульсным интервалом 10 мкс на алюминиевую мишень, помещенную в закрытую стеклянную прямоугольную кювету, в зависимости от количества импульсов. Установлено, что наибольшая интенсивность полос субоксида AlO и молекул AlN наблюдается при 40 - 50 последовательных сдвоенных импульсов в серии. Размер первичных частиц, оцененный с помощью электронной микроскопии высокого разрешения, преимущественно составил 30 - 40 нм, частицы собраны в агломераты. Методом комбинационного рассеяния показана возможность получения активных форм оксидов алюминия и продуктов взаимодействия их с кислородом и азотом воздуха в лазерной плазме, осаждаемых на стеклянную поверхность. A study of the AlO and AlN nanopowder formation under the influence of twin laser pulses with an energy of 52 mJ and between the pulse interval of 10 microseconds on an aluminum target placed in a closed glass rectangular box, depending on the number of pulses. It was found that the highest intensity of the bands of AlO suboxide and AlN molecules is observed at 40 - 50 consecutive double pulses in a series. The size of the primary particles estimated using the high-resolution electron microscopy was mainly 30 - 40 nm, the particles were collected in agglomerates. The possibility of obtaining active forms of aluminum oxides and products of their interaction with oxygen and air nitrogen in a laser plasma deposited on a glass surface is shown by RAMAN methods.


2010 ◽  
Vol 28 (3) ◽  
pp. 393-397 ◽  
Author(s):  
S.A. Pikuz ◽  
O.V. Chefonov ◽  
S.V. Gasilov ◽  
P.S. Komarov ◽  
A.V. Ovchinnikov ◽  
...  

AbstractK-shell emission from copper target was observed by focusing femtosecond laser pulses very close to the target surface-air interface. It was shown that mechanism of X-ray emission is connected with generation of fast electrons in the air plasma area. Experiments demonstrated that moderate intensity of laser radiation (IL < 1015 W/cm2) was enough to produce considerable flux of X-ray photons of at least 10 keV energy. The parameters of generated X-ray emission were studied. It was found that after propagation through 40 cm thick air layer X-ray spectra consisted of pronounced Kα and Kβ characteristic lines and relatively small Bremsstrahlung continuum. Since transversal source size has an order of a few tens of micrometers, such a source can be used for absorption imaging of micro-objects in standard laboratory conditions. That can be particularly important for diagnostic of medical and biological samples in vivo.


Author(s):  
Ходор Баззал ◽  
Евгений Семенович Воропай ◽  
Наталья Анатольевна Алексеенко ◽  
Максим Николаевич Коваленко ◽  
Ngoc H. Trinh ◽  
...  

Изучено влияние величины и типа расфокусировки сдвоенных лазерных импульсов на целенаправленное формирование компонентного и зарядового состава лазерной плазмы при воздействии сдвоенных лазерных импульсов на мишень из алюминиевого сплава АД1 (спектрометр LSS-1). Показано, что при расфокусировке более +1 мм интенсивность линии ионов Al III увеличивается в несколько раз в сравнении с нулевой расфокусировкой, интенсивность линий ионов Al II, N II также более менее монотонно увеличивается. Одновременно с этим интенсивность полос AlO практически становится равным нулю. При значении величины расфокусировки 1 мм проведены исследование процессов образования смешанных нанопорошков AlO и Al при воздействии последовательных серий сдвоенных лазерных импульсов энергией 53 мДж и меж-импульсным интервалом 10 мкс на алюминиевую мишень, помещенную в закрытую стеклянную прямоугольную кювету. Размер первичных частиц AlOоцененный с помощью электронной микроскопии высокого разрешения, преимущественно составил 30 - 40 нм, а Al - 45 - 60 нм. Частицы собраны в агломераты. The influence of the magnitude and type of defocusing of twin laser pulses on the purposeful formation of the component and charge composition of laser plasma under the influence of twin laser pulses on a target made of aluminum alloy AD1 (LSS-1 spectrometer) has been studied. It is shown that when defocusing is more than 1 mm, the intensity of the ion line Al III increases several times in comparison with zero defocusing, the intensity of the ion lines Al II, N II also increases more or less monotonously. At the same time, the intensity of the bands AlO practically becomes zero. At the 1 mm defocusing value, the processes of formation of mixed nanopowders were studied and, under the influence of successive series of double laser pulses with the energy of 53 mJ and the inter-pulse interval of the iss on an aluminum target placed in a closed rectangular glass cuvette, the size of primary Al Oparticles estimated using high-resolution electron microscopy was mainly 30 - 40 nm, and Al -45 - 60 nm. The particles are collected into agglomerates.


Author(s):  
Ходор Баззал ◽  
Наталья Анатольевна Алексеенко ◽  
Евгений Семенович Воропай ◽  
Максим Николаевич Коваленко ◽  
Ngoc H. Trinh ◽  
...  

Проведено исследование процессов образования оксидированных нанопорошков Al в зависимости от количества импульсов при воздействии сдвоенных лазерных импульсов энергией 52 мДж и меж-импульсным интервалом 10 мкс на алюминиевую мишень, помещенную в закрытую стеклянную прямоугольную кювету. Установлено, что наибольшая интенсивность линий ионов Al(III) наблюдается при малом, порядка 15 импульсов, количестве последовательных сдвоенных импульсов в серии. Размер первичных частиц, оцененный с помощью электронной микроскопии высокого разрешения, преимущественно составил 50 - 60 нм, частицы собраны в агломераты. The processes of formation of oxidized nanopowders depending on the number of pulses were studied when double laser pulses with an energy of 52 mJ and an interpulse interval of 10 microseconds were applied to an aluminum target placed in a closed rectangular glass cuvette. It was found that the highest intensity of the Al III ion lines is observed at a small, about 15 pulses, consecutive double pulses in a series. The size of primary particles estimated by high-resolution electron microscopy was mainly 50 - 60 nm, and the particles were collected in agglomerates.


2010 ◽  
Vol 97-101 ◽  
pp. 3803-3806
Author(s):  
Yong Xiang Hu ◽  
Heng Zhang ◽  
Zheng Qiang Yao

Laser interference micro-structuring is a relatively efficient and cost-effective technique for fabricating periodical micro-nano-structuring surfaces. The direct fabrication of sub-micron sized dot array on silicon was performed by four interfering nanosecond laser beams with a diffractive beam splitter. The mechanism to form the dot array was analyzed and it was found that the obtained conical dot array had a negative shape of the interference pattern of four laser beams. A second-order peak between two first-order peaks also occurred due to the liquid-solid expansion.


2007 ◽  
Author(s):  
Boris V. Anikeev ◽  
Evgeny V. Khaydukov ◽  
Vladimir N. Khramov ◽  
Andrey V. Sevost'yanov ◽  
Rimma Sh. Zatrudina

2017 ◽  
Vol 24 (8) ◽  
pp. 083113 ◽  
Author(s):  
Jian-Xun Liu ◽  
Long-Fei Gan ◽  
Yan-Yun Ma ◽  
Jun Zhao ◽  
Xiao-Hu Yang ◽  
...  

2021 ◽  
Vol 1 ◽  
pp. 15-24
Author(s):  
Yu.R. Kolobov ◽  
◽  
A.E. Ligachev ◽  

A review of experimental investigations of changes in the structure and properties of the surface and near-surface layers of various materials (steels, metal alloys, ceramics and graphite) in the area of a barcode applied by continuous laser radiation and short (nanosecond) and ultrashort (femto- and picosecond) laser pulses.


2019 ◽  
Vol 37 (03) ◽  
pp. 288-300 ◽  
Author(s):  
J. Badziak ◽  
J. Domański

AbstractThe multi-petawatt (PW) lasers currently being built in Europe as part of the Extreme Light Infrastructure (ELI) project will be capable of generating femtosecond light pulses of ultra-relativistic intensities (~1023–1024 W/cm2) that have been unattainable so far. Such laser pulses can be used for the production of high-energy ion beams with unique features that could be applied in various fields of scientific and technological research. In this paper, the prospect of producing ultra-intense (intensity ≥1020 W/cm2) ultra-short (pico- or femtosecond) high-energy ion beams using multi-PW lasers is outlined. The results of numerical studies on the acceleration of light (carbon) ions, medium-heavy (copper) ions and super-heavy (lead) ions driven by a femtosecond laser pulse of ultra-relativistic intensity, performed with the use of a multi-dimensional (2D3 V) particle-in-cell code, are presented, and the ion acceleration mechanisms and properties of the generated ion beams are discussed. It is shown that both in the case of light ions and in the case of medium-heavy and super-heavy ions, ultra-intense femtosecond multi-GeV ion beams with a beam intensity much higher (by a factor ~102) and ion pulse durations much shorter (by a factor ~104–105) than achievable presently in conventional radio frequency-driven accelerators can be produced at laser intensities of 1023 W/cm2 predicted for the ELI lasers. Such ion beams can open the door to new areas of research in high-energy density physics, nuclear physics and inertial confinement fusion.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document