Лазерна плазма
ЛАЗЕРНА ПЛАЗМА, плазма, образувана от йонизиращия ефект на мощно лазерно лъчение върху вещество. Например, лазерната плазма възниква по време на оптично разрушаване в газообразна среда, лазерно облъчване на твърда повърхност, в лазерни термоядрени цели.
Лазерната плазма се характеризира със силно взаимодействие на електроните с електромагнитното поле на лазерното лъчение, което води до ефективно поглъщане на лъчението; значителна пространствена нехомогенност на температурата и плътността; енергиен трансфер от собствената радиация на плазмата, електроните и ударните вълни от зоната на абсорбция до плътни области на веществото; излъчване на топлинно излъчване в широк спектрален диапазон. Лазерната плазма може да съществува в широк диапазон от температури - от 1 eV до 10 4 eV (10 4 -10 8 K), скорости - до 10 8 cm/s; налягания - повече от 10 11 Pa; животът на лазерната плазма се определя от продължителността на действащия лазерен импулс и времето на разширяване на веществото.
Във всички видове лазерна плазма началният етап от нейното формиране е свързан с оптичен пробив, който се получава или в резултат на йонизация чрез електронен удар с последващо образуване на електронна лавина, или в резултат на многофотонна йонизация. Като правило първият механизъм има по-голям принос за процеса на йонизация. Приносът на многофотонната йонизация се увеличава с увеличаване на интензивността на лазерното лъчение и с намаляване на плътността на веществото. Йони с много висока скорост на йонизация (до 40-50) са наблюдавани в лазерната плазма.
Експериментално в лазерната плазма се наблюдава самофокусиране на лазерен лъч (намаляване на неговия диаметър при разпространението му в нехомогенна плазма) и филаментация (спонтанна поява и нарастване на малките мащабни нехомогенности при първоначално хомогенен вълнов фронт). Причината за тези ефекти е налягането на електромагнитното поле на лазерното лъчение или нехомогенното нагряване на плазмата, които локално променят нейната плътност и индекс на пречупване и следователно влияят върху разпространението на лазерното лъчение.
Въздействието на мощна светлинна вълна върху лазерна плазма води до образуването на плазмени вълни (трептения на електронната и йонната плътност), които взаимодействат с първичните и разсеяните светлинни вълни. В резултат на това се образуват електромагнитни вълни с честота, кратна на честотата на падащата светлинна вълна (т.нар. Хармоника). Вероятността за генериране на високи хармоници се увеличава с увеличаване на интензивността на лазерното лъчение. При интензитет 10 20 - 10 21 W/cm 2 експериментално се записват хармоници до номер 3200. Енергията на квантите на излъчване на най-високите хармоници достига 3800 eV при квантова енергия на лазерно излъчване от 1,18 eV (за неодимов стъклен лазер ).