This paper describes an investigation of laser-induced initiation of PETN powder based on the pulse laser ablation of ground glass surface previously reported by our group. In this study, we have chosen diffusion plates made of quartz as a ground glass specimen with several different surface roughnesses instead of commercial ground glass adopted in the previous study. This is due to the fact that laser ablation characteristics usually depends on the material.
We have found that cloud of glass fragments is generated, when ground glass surface is laser ablated through the glass plate focused from rear side. In this study, we found further properties of this striking ablation phenomena; for example, (i) size distribution of produced glass particles have almost no dependence on the initial surface roughness, (ii) generated number of particles by ablation increases with increasing surface roughness, (iii) particle generation continues more than 10 μs after laser ablation, etc.
A series of initiation experiments of a small amount of PETN by pulse laser ablation of ground glass with different surface roughness has been performed. We studied the dependence of initiation sensitivity on the laser fluence. It is found that within tested conditions, threshold laser fluence is around 10 J cm-2. For initiation experiments by laser fluence lower than this value, probability of initiation decreases, and initiation delay time after ablation elongates appreciably irrespective of the initial surface roughness, indicating that the initiation is governed almost solely by the magnitude of kinetic energy of generated glass particles.
この論文は我々のグループが既に報告したすりガラス面のパルスレーザーアブレーションによるPETN粉のレーザー誘起起爆の研究を記述したものである。裏面からガラス板を通してすりガラス面がレーザーによりアブレートされるとガラス破片群が発生することがわかった。この研究では，この際立ったアブレーション現象の更なる性質がわかってきた。たとえば，(i)発生するガラス粒子のサイズ分布は初期の表面粗さにほとんど依存しない，(ii)表面粗さが増すにつれてアブレーションによって発生する粒子の質量や数が増加する，(iii)粒子発生はレーザーアブレーションから10 μ秒以上も持続する，等である。
異なる表面粗さを持つすりガラスのパルスレーザーアブレーションによる少量のPETNの一連の実験をおこなった。起爆感度のレーザーフルーエンス依存性について研究した。試験した条件の範囲内では，レーザーフルーエンスの閾値は10 J cm-2である。この値より小さいフルーエンスによる実験では，起爆確率が減少し，アブレーションからの遅延時間は初期の表面粗さによらず長くなる。このことは起爆が発生するガラス粒子の運動エネルギーの大きさにのみ左右されることを示唆している。
Ground glass, Pulse laser ablation, Ablation threshold, Energetic material, Laser initiation