Том 17, номер 04, статья № 4

Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Пороги оптического пробоя прозрачной микрочастицы в нано-, пико- и фемтосекундном диапазонах длительностей лазерных импульсов . // Оптика атмосферы и океана. 2004. Т. 17. № 04. С. 306-311.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Рассмотрена начальная стадия образования плазмы оптического пробоя вблизи аэрозольных микрочастиц в поле интенсивного лазерного излучения. На основе численного решения скоростного уравнения для концентрации электронов в плазме и нестационарной теории Ми выполнены расчеты пороговой интенсивности оптического пробоя прозрачных микрочастиц под действием одиночных лазерных импульсов с нано-, пико- и фемтосекундной длительностью. Показано, что фемтосекундный режим оптического пробоя части-цы характеризуется более высоким порогом инициирования (примерно, на два порядка величины) по сравнению с пробоем нано- и пикосекундным излучением, а также более высокими значениями концентрации свободных электронов в области внешнего фокуса падающего на частицу излучения.

Список литературы:

1. Zuev V.E., Zemlyanov A.A., Kopytin Yu. D., Kuzikovskii A.V. High-power laser radiation in atmospheric aerosols. Holland, Dordrecht: D. Reidel Publ. Corp., 1984. 291 p.
2. Linde D., Schuler H. Breakdown threshold and plasma formation in femtosecond laser-solid interaction // J. Opt. Soc. Amer. B. 1996. V. 13. № 1. P. 213-222.
3. Abraham E., Minoshima K., Matsumoto H. Femtosecond laser-induced breakdown in water: time-resolved shadow imaging and two-color interferometric imaging // Opt. Commun. 2000. V. 176. P. 441-452.
4. Courvoisier F., Boutou V., Kasparian J., Salmon E., Mejean G., Yu J., Wolf J.-P. Ultraintense light filaments transmitted through clouds // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 83. № 2. P. 213-215.
5. Couairon A., Mechain G., Tzortzakis S., Franco M., Lamouroux B., Prade B., Mysyrowicz A. Propagation of twin laser pulses in air and concatenation of plasma strings produced by femtosecond infrared filaments // Opt. Commun. 2003. V. 225. P. 177-192.
6. Zhao X.M., Diels J.-D., Wang C.Y., Elizondo J.M. Femtosecond ultraviolet laser pulse induced lightning discharges in gases // IEEE J. Quantum Electron. 1995. V. 31. P. 599-612.
7. Tzortzakis S., Prade B., Franco M., Mysyrowicz A. Time-evolution of the plasma channel at the trail of a self-guided IR femtosecond laser pulse in air // Opt. Commun. 2000. V. 181. P. 123-127.
8. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592 с.
9. Yablonovitch E., Bloembergen N. Beat heating of a plasma // Phys. Rev. Lett. 1972. V. 29. № 9. P. 581-584.
10. Келдыш Л.В. Ионизация в поле сильной электромагнитной волны // Ж. эксперим. и теор. физ. 1964. Т. 47. С. 1945-1956.
11. Делоне Н.Б., Крайнов В.П. Нелинейная ионизация атомов лазерным излучением. М.: Физматлит, 2001. 311 c.
12. Talebpour A., Yang J., Chin S.L. Semi-empirical model for the rate of tunnel ionization of N2 and O2 molecule in an intense Ti:sapphire laser pulse // Opt. Commun. 1999. V. 163. P. 29-32.
13. Fan C.H., Sun J., Longtin J.P. Breakdown threshold and localized electron density in water induced by ultrashort laser pulses // J. Appl. Phys. 2002. V. 91. № 4. P. 2530-2536.
14. Schwarz J., Diels J.-C. Analytical solution for uv filaments // Phys. Rev. A. 2001. V. 65. P. 013806-1 - 013806-10
15. Docchio F. Lifetimes of Plasmas Induced in Liquids and Ocular Media by Single Nd-YAG Laser-Pulses of Different Duration // Europhys. Lett. 1988. V. 6. P. 407-412.
16. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Нестационарное упругое линейное рассеяние света на сферических микрочастицах // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15. № 8. С. 684-692.
17. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Внутренняя и внешняя фокусировка оптического поля фемтосекундного импульса при дифракции на сферической частице // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16. № 10. С. 898-902.
18. Chylek P., Jarzembski M.A., Srivastava V., Pinnick R.G., Pendleton J.D., Cruncleton J.P. Effect of spherical particles on laser-induced breakdown of gases // Appl. Opt. 1987. V. 26. № 5. P. 760-762.
19. Vogel A., Noack J., Nahen K., Theisen D., Busch S., Parlitz U., Hammer D.X., Noojin G.D., Rockwell B.A., Birngruber R. Energy balance of optical breakdown in water at nanosecond to femtosecond time scales // Appl. Phys. B. 1999. V. 68. P. 271-280.
20. Noack J., Vogel A. Laser-induced plasma formation in water at nanosecond to femtosecond time scales: calculation of thresholds, absorption coefficients, and energy density // IEEE J. Quantum Electron. 1999. V. 35. № 8. P. 1156-1167.

Вернуться