Введение. Термоупрочнение металлов под лазерным воздействием на вспомогательный поглощающий слой происходит за счет формирования и распространения плазменного факела в пространственно-ограниченных условиях. При этом обычно исследования сосредоточены на изучении достигаемых в результате обработки значений твердости post factum, а особенности плазменного факела в пространственно-ограниченных условиях представляются недостаточно подробно изученными. Можно предположить, что вклад плазменного факела определяет перераспределение лазерной энергии, протекание ударно-волновых процессов и формирование поверхностного слоя с улучшенными функциональными свойствами. Целью работы является определение связи свойств лазерно-индуцированной микроплазмы при термоупрочняющей лазерной обработке титана с параметрами лазерного воздействия и конфигурацией мишеней. Метод. Исследованы закономерности формирования плазменного факела методом оптической эмиссионной спектроскопии при различных параметрах наносекундного лазерного излучения с длиной волны 1064 нм. Интенсивность свечения плазменного факела и эмиссионные спектры регистрировались в диапазоне 380–740 нм с применением оптоволоконного спектрометра «Avantes». В качестве объекта исследования использовались технически чистые титановые пластины марки ВТ1-0, которые были изучены в трех конфигурациях мишеней: исходная титановая пластина; титановая пластина под стеклянной пластиной; титановая пластина, покрытая слоем графитового порошка и стеклянной пластиной. Обработка зарегистрированных эмиссионных спектров плазменного факела включала вычитание фонового сигнала, коррекцию с использованием кривой спектральной чувствительности прибора и кривой спектра пропускания стекла, а также анализ спектральных линий с применением базы данных NIST Atomic Spectra Database. Численные значения твердости модифицированных поверхностей были определены путем проведения измерений твердости по шкале Виккерса с малой нагрузкой. Основные результаты. Получено, что при лазерной обработке с импульсной плотностью мощности выше 4,1∙1011 Вт/м2 при всех типах конфигурации мишеней в спектре плазменного факела можно идентифицировать линии нейтральными и однократно ионизированными атомами титана, что указывает на превышение порога абляции титана и формирование частично ионизированного парогазового факела. Введение в конфигурацию мишени поглощающего (порошок графита) и ограничивающего (стеклянная пластина) слоев приводит к заметному снижению общей интенсивности свечения плазменного факела при сохранении характерных линий в его спектре, однако при этом величина твердости по Виккерсу поверхностного слоя титана увеличивается с 185 HV до 520 HV. Обсуждение. Показано, что конфигурация мишени существенно влияет на закономерности формирования плазменного факела и твердость поверхностного слоя титана в составе мишени. Выявленные закономерности могут указывать на реализацию смешанного механизма термомеханического (ударного) упрочнения титана, при котором реализуется эффективная конверсия энергии лазерного излучения, поглощенной слоем графита, находящимся под стеклянной пластиной, в нагрев и упрочнение титана, в большей степени чем в нагрев частиц графита, аблируемых в плазменном факеле. Результаты работы могут быть использованы для оптимизации режимов лазерной обработки титана с целью управляемого формирования поверхностей с улучшенными значениями твердости.