Stress wave generation in liquids by laser impact

Summary

The generation of stress transients in liquids by laser impact has been investigated using special stress transducers. The observed time dependence and amplitudes of the pressure pulses are strongly dependent on the incident laser energy density and on physical properties of the liquid. This is explained by various interaction mechanisms involved. The results are in good agreement with theoretical models. For the pure thermoelastic process an analytical solution has been found where the laser impact is represented by a three dimensional heat pole.

Zusammenfassung

Die Erzeugung von Stosswellen in Flüssigkeiten durch Laserbeschuss wurde mit speziellen Drucksonden untersucht. Die Messungen zeigen, dass sowohl die Zeitabhängigkeit als auch Amplituden der Druckimpulse stark von der einfallenden Laserenergiedichte und von physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit abhängen. Dies wird anhand verschiedener Wechselwirkungs-Mechanismen erklärt. Die Resultate stimmen gut mit theoretischen Modellen überein. Für den rein thermoelastischen Prozess wurde eine analytische Lösung gefunden. Der Lasereinschuss wird dabei durch einen dreidimensionalen Wärmepol dargestellt.