Фемтосекундный нагрев металлов и генерация терагерцового излучения в разрушающих режимах

Рис. 1. Профиль поверхности медной пластины после лазерной абляции

Рис. 2. Энергия терагерцового сигнала, генерируемого на поверхности меди (красные и синие треугольники), и скорость абляции за один лазерный импульс (зелёные точки) в зависимости от оптической плотности потока. 

В данной работе были представлены новые экспериментальные данные о ТГц-отклике металлов на воздействие интенсивных фемтосекундных лазерных импульсов. Диапазон плотностей энергии (0,005 – 2 Дж/см²) включает как неповреждающие, так и повреждающие режимы взаимодействия (рис. 1). Для нескольких металлов (Cu, Ni, Zn) наблюдалась почти линейная связь между глубиной абляции за один лазерный выстрел и энергией ТГц-сигнала (см. рис. 2). Основываясь на предыдущих теоретических моделях ТГц-отклика, можно утверждать, что оба исследованных эффекта имеют тепловую природу, поэтому их величины пропорциональны полной тепловой энергии, поглощенной электронной подсистемой металла. Полученные результаты показывают, что ТГц-отклик можно рассматривать как дополнительный источник информации о режимах нагрева и динамике температуры электронного газа в субпикосекундном масштабе времени.