Shock Compression of Molybdenum under Impact of Ultrashort Laser Pulses

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The behavior of molybdenum under the action of load pulses of picosecond duration is studied in an experiment. Using the method of spectral interferometry in the single-exposure mode in the picosecond range, changes in the phase and amplitude of the diagnostic pulse reflected from the free surface of the sample are recorded. In a film sample of molybdenum of submicron thickness, compressive stresses reaching 89 GPa are realized and are accompanied by a significant increase in the surface reflectance.

About the authors

S. I. Ashitkov

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences (JIHT RAS)

Email: struleva.evgenia@yandex.ru
Moscow, Russia

E. V. Struleva

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences (JIHT RAS)

Email: struleva.evgenia@yandex.ru
Moscow, Russia

P. S. Komarov

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences (JIHT RAS)

Email: struleva.evgenia@yandex.ru
Moscow, Russia

S. A. Evlashin


Skolkovo Institute of Science and Technology

Author for correspondence.
Email: struleva.evgenia@yandex.ru
Moscow, Russia

References

  1. Канель Г.И., Фортов В.Е., Разоренов С.В. Ударные волны в физике конденсированного состояния // УФН. 2007. Т. 177. № 8. С. 809.
  2. Whitley V.H., McGrane S.D., Eakins D.E. et al. The Elastic–Plastic Response of Aluminum Films to Ultrafast Laser-generated Shocks // J. Appl. Phys. 2011. V. 109. № 1. P. 013505.
  3. Demaske B.J., Zhakhovsky V.V., Inogamov N.A., Oleynik I.I. Ultrashort Shock Waves in Nickel Induced by Femtosecond Laser Pulses // Phys. Rev. B. 2013. V. 87. № 5. P. 054109.
  4. Crowhurst J.C., Armstrong M.R., Knight K.B. et al. Invariance of the Dissipative Action at Ultrahigh Strain Rates above the Strong Shock Threshold // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 107. P. 144302.
  5. Ашитков С.И., Комаров П.С., Агранат М.Б. и др. Реализация предельных значений объемной и сдвиговой прочности железа при воздействии фемтосекундными лазерными импульсами // Письма ЖЭТФ. 2013. Т. 98. № 7–8. С. 439.
  6. Crowhurst J.C., Reed B.W., Armstrong M.R. et al. The α → ε Phase Transition in Iron at Strain Rates up to ∼109 s–1 // J. Appl. Phys. 2014. V. 115. № 11. P. 113506.
  7. Струлёва Е.В., Комаров П.С., Ашитков С.И. Откольная прочность титана при высокоскоростном растяжении // ТВТ. 2020. Т. 58. № 5. С. 823.
  8. Струлева Е.В., Комаров П.С., Евлашин С.А., Ашитков С.И. Поведение магниевого сплава при высокоскоростной деформации под действием ударно-волновой нагрузки // ТВТ. 2022. Т. 60. № 5. С. 793.
  9. Ashitkov S., Komarov P., Romashevskiy S., Struleva E., Evlashin S. Shock Compression of Magnesium Alloy by Ultrashort Loads Driven by Sub-picosecond Laser Pulses // J. Appl. Phys. 2022. V. 132. № 17. P. 175 104.
  10. Hixson R.S., Fritz J.N. Shock Compression of Tungsten and Molybdenum // J. Appl. Phys. 1992. V. 71. № 4. P. 1721.
  11. Duffy T.S., Ahrens T.J. Dynamic Response of Molybdenum Shock Compressed at 1400°C // J. Appl. Phys. 1994. V. 76. № 2. P. 835.
  12. Furnish M.D., Chhabildas L.C. The Minerals, Metals, and Materials Society, High Strain Rate Behavior of Refractory Metals and Alloys / Eds. Asfahani R. et al. Warrendale: Acad. Press, 1992. P. 229.
  13. Chhabildas L.C., Barker L.M., Asay J.R., Trucano T.G. Relationship of Fragment Size to Normalized Spall Strength for Materials // Int. J. Impact Eng. 1990. V. 10. № 1–4. P. 107.
  14. Senchenko V.N., Belikov R.S., Popov V.S. Experimental Investigation of Thermophysical Properties of Eutectic Mo–C, Graphite, and Tantalum at High Temperatures // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 774. 012020.
  15. Heise G., Domke M., Konrad J., Sarrach S., Sotrop J., Huber H.P. Laser Lift-off Initiated by Direct Induced Ablation of Different Metal Thin Films with Ultra-short Laser Pulses // J. Phys. D: Appl. Phys. 2012. V. 45. № 31. P. 315303.
  16. Chang T.-L., Chen C.-Yu, Wang C.-P. Precise Ultrafast Laser Micromachining in Thin-film CIGS Photovoltaic Modules // Microelectron. Eng. 2013. V. 110. P. 381.
  17. Струлева Е.В., Комаров П.С., Ашитков С.И. Интерферометрическая диагностика нанодеформаций поверхности мишени в пикосекундном диапазоне при импульсном лазерном воздействии // Вестник Объединенного института высоких температур. 2018. Т. 1. № 1. С. 130.
  18. Geindre J.P., Audebert P., Rebibo S., Gauthier J.C. Single-shot Spectral Interferometry with Chirped Pulses // Opt. Lett. 2001. V. 26. № 20. P. 1612.
  19. Temnov V.V., Sokolovski-Tinten K., Zhou P., von der Linde D. Ultrafast Imaging Interferometry at Femtosecond Laser-excited Surfaces // J. Opt. Soc. Am. B. 2006. V. 23. № 9. P. 1954.
  20. Querry M.R. Optical Constants of Minerals and Ot-her Materials from the Millimeter to the Ultraviolet. Chemical Research, Development & Engineering Center, US Army Armament, Munitions, Chemical Command. Kansas City, 1987.
  21. Batani D., Koenig M., Benuzzi A., Krasyuk I.K., Pashinin P.P., Semenov A.Yu., Lomonosov I.V., Fortov V.E. Problems in the Optical Measurement of Dense Plasma Heating in Laser Shock Wave Compression // Plasma Phys. Control. Fusion. 1999. V. 41. P. 93.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (73KB)
3.

Download (31KB)

Copyright (c) 2023 С.И. Ашитков, Е.В. Струлева, П.С. Комаров, С.А. Евлашин

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».