350 rub
Journal Nonlinear World №12 for 2011 г.
Article in number:
Modeling of laser heating of a dielectric solid with a fractal structure
Keywords: solid states fractal dimension thermal properties
Authors:
S.Sh. Rekhviashvili, D.Sh. Gavashili
Abstract:
This article presents a simple model of heating dielectric with a fractal structure, which is based on a nonlinear heat equation, fractal property of the material is considered only in the calculations of radiation energy loss and coefficient of thermal conductivity on temperature, which leads to a nonlinear heat equation. Displaying the numerical solution of the equation. With using numerical simulation shows that the presence of fractal leads to an overall increase in heating temperature. Performed detailed analysis of the impact parameters of laser irradiation on the heating process. Applying the formula Havriliak-Negami for describe the complex permittivity. We implemented a comprehensive approach to the analysis of the kinetics of thermal processes in dielectric fractal solids. Model is valid in the absence of gas-dynamic effects and effects associated with ionization and plasma formation
Pages: 785-793
References
  1. Маненков А.А., Прохоров А.М. Лазерное разрушение прозрачных твердых тел // УФН. 1986. Т.148. № 1. С.179-211.
  2. Stuart B.C., Feit M.D., Herman S., Rubenchik A.M., Shore B.W., Perry M.D. Optical ablation by high-power short-pulse lasers //J. Opt. Soc. Am. B. 1996. V. 13. № 2. Р. 459-468.
  3. Колдунов М.Ф., Маненков А.А., Покотило И.Л. Термоупругий и абляционный механизмы лазерного повреждения поверхности прозрачных твердых тел // Квантовая электроника. 1998. Т.25. № 3. С.277-281.
  4. Маненков А.А. Проблемы физики взаимодействия мощного лазерного излучения с прозрачными твердыми телами в области сверхкоротких импульсов // Квантовая электроника. 2003. Т.33. № 7. С.639-644.
  5. Альваро Ф. Карбалло Санчес, Гуревич Ю.Г., Логвинов Г.Н., Дрогобицкий Ю.В., Титов О.Ю. Распространение теплового импульса в ограниченной проводящей среде: термоэлектрическое детектирование // ФТТ. 1999. Т.41. № 4. С.606-611.
  6. Carballo Sanchez AG., Gonzalez de la Cruz G., Gurevich Yu.G., Logvinov G.N. Transient heat transport by carriers and phonons in semiconductors // Phys. Rev. B. 1999. V. 59. № 16. Р.10630-10638.
  7. Gurevich Yu.G., Logvinov G.N., Carballo Sanchez A.F., Drogobitskiy Yu.V., Salazar J.L. Electron and phonon temperature relaxation in semiconductors excited by thermal pulse // J. Appl. Phys. 2002. V. 91. № 1. Р.183-191.
  8. Логвинов Г.Н., Дрогобицкий Ю.Г., Luis Nino de Rivera, Гуревич Ю.Г. Разогрев образца лазерным импульсом // ФТТ. 2007. Т.45. №5. С.785-790.
  9. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука. 1964.
  10. Бабенко Ю.И. Метод дробного дифференцирования в прикладных задачах теории тепломассообмена. СПб.: НПО «Профессионал». 2009.
  11. Нахушев А.М. Дробное исчисление и его применение. М.: Физматлит. 2003.
  12. Учайкин В.В. Метод дробных производных. Ульяновск: Артишок, 2008.
  13. Рехвиашвили С.Ш. К вопросу о теплоемкости нанокристаллических веществ // Письма в ЖТФ. 2004. Т.30. № 22. С.65-69.
  14. Драбл Дж., Голдсмид Г. Теплопроводность полупроводников. М.: ИЛ. 1963.
  15. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Ч. 1. М.: Наука. 1982.
  16. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т.1. М.: Мир. 1981.
  17. Блайт Э.Р., Блур Д. Электрические свойства полимеров. М.: Физматлит. 2008.