Лазерна плазма - Физическа енциклопедия
ЛАЗЕРНА ПЛАЗМА - нестационарна плазмена среда, образувана, когато веществото е изложено на мощно лазерно лъчение. Например, L. елементът възниква при оптичен. разпадане в газообразна среда (лазерна искра); когато плоска твърда мишена ("факел") се облъчва с лазер; в оптични разряди, поддържани от лазерно лъчение; в лазерни термоядрени цели. Лазерът е получен за първи път експериментално в лазерна искра (1963).
Характерни признаци на L. p. 1) Наличието на силно взаимодействие на електромагнитите. полето на лазерно излъчване с честота w с електрони и плазмени йони в областта e с плътността на електроните, водещо до неравновесие на f-тионите на разпределението на заряда. частици. 2) Съществуването на потоци радиация и частици от абсорбционната зона във вътрешността на веществото и образуването (когато е изложено на твърда среда) на плазмен регион с pncr 3) Силна пространствена нехомогенност. 4) Многокомпонентен йонен състав. 5) Нестационарност: животът на LP се определя от продължителността на импулса, инерцията на веществото и времето на разширяване. Характерното време е хидродинамично. разширение (L е характерният размер на траекторията на полета, е скоростта на разширяване). 6) Излъчване на топлинно излъчване в широк спектрален диапазон. 7) Широк диапазон от измерени параметри: cm
3; 1 keV 4 eV; 10 -11 s -3 s; скорост на разширение до 10 8 cm/s; налягане над 10 Mbar.
Под действието на лазерно лъчение върху среда възниква лазерно лъчение, ако плътността на радиационния поток q (W/cm 2) надвишава определена прагова стойност, която зависи от дължината на вълната на лазерното лъчение и от параметрите на средата. Има три етапа от съществуването на L. p.: Етапът на началото. йонизация и оптична разпадане на материята, образуването на действителната плазма; етапът на взаимодействие (абсорбция, отражение, пречупване) на лазерно лъчение с плазма, нагряване до високи температури, повишаване степента на йонизация; етап на разширение, образуване на йонни потоци, охлаждане на плазмата.
Физически явления в L. стр. Във всички разновидности на L. нач. етапът на плазмообразуване е свързан с оптичен пробив, появата на който се обяснява с два механизма: йонизация чрез електронен удар с последващо образуване на лавина от електронна и многофотонна йонизация. Първият механизъм е свързан с разграждането на газовете (p1 atm) при q10 11 W/cm 2 и разпадането на парите при излагане на твърди цели чрез лазерно лъчение с q10 8 -10 9 W/cm 2 .
При плътности на потока q10 11-12 W/cm 2 в LP се развиват процесите на многократна йонизация, ръбовете са нестационарни и неравновесни. Йонният състав на плазмата обикновено се определя от процесите на ударна и радиационна йонизация и рекомбинация. В плътна плазма (ne> 10 22 cm -3) йонният състав е близък до този, определен от формулата на Saha, в разредена плазма (ne -2 * μm 2)] и става значим при q> 10 13 W * cm - 2 μm 2. Самофокусирането на лазерен лъч (намаляване на диаметъра му при разпространението му в нехомогенна плазма) и филаментация (спонтанната поява и нарастване на малките нехомогенности на полето при първоначално хомогенен фронт на вълната) се наблюдават експериментално в лазерен лъч. Причината за тези ефекти е действието на пондеромоторните сили на електромагнита. полета на лазерно лъчение или нехомогенно нагряване на плазмата, локално променящи нейната плътност и коефициент. пречупване и следователно влияещи върху разпространението на лазерно лъчение.
Въздействието на мощна светлинна вълна с честота върху лазерния елемент води до образуването на плазмени вълни - трептения на електронна и йонна плътност, за да ръж взаимодействат с първичните и разсеяни светлинни вълни, в резултат на което, по-специално, образуват се електронни магнити. вълни с честота, кратна на падащия лазер - и т.н. (така наречените хармоници). Експериментално записани хармоници до 300 Най-важното разсейване на Манделщам - Брилуен при трептения на йонната плътност и стимулирано раманово разсейване (виж Стимулирано разсейване на светлината).