Оптический пробой
Cтраница 3
Следует отметить, что повышение концентрации ионов железа выше 1019 см-3 приводит к значительному повышению оптического поглощения и возможности необратимого оптического пробоя. По-видимому, значения Е - 2 105 В / см являются предельными из-за возникновения внутреннего электрического пробоя. [31]
Сущность метода состоит в том, что при фокусировке в атмосфере мощного лазерного импульса осуществляется высокотемпературный нагрев и испарение вещества, а также низкопороговый оптический пробой, сопровождаемый развитием плазменных образований вокруг частиц. Наличие свободных высокотемпературных электронов в плазме приводит к возбуждению атомов и молекул за счет неупругих столкновений в парах, вызывая их интенсивное свечение. [32]
К указанным методам, которые уже находятся в различных стадиях технической реализации, относятся: дистанционный анализ атомного состава вещества аэрозолей и некоторых метеопараметров на основе собственного электромагнитного и акустического излучения плазмы низкопорогового оптического пробоя приземной атмосферы; диагностика спектров размеров частиц водного аэрозоля по эффекту нелинейного комбинационного рассеяния излучения на собственных частотах резонансных колебаний формы частиц, возбуждаемых импульсно-периодическим лазерным излучением; высокочувствительный гомодинный ( гетеродинный) прием слабых ИК-сигналов и газоанализ малых атмосферных примесей с использованием эффектов нелинейного взаимодействия опорного и отраженного излучений в резонаторе лазера. [33]
В экспериментах со скрещенными пучками излучения неодимовых лазеров с длительностью импульсов около 15 не ( форма импульса близка к гауссиане) при регистрации процессов на теневой установке получено, что второй лазерный импульс с недостаточной для пробоя лабораторного воздуха интенсивностью обеспечивает, тем не менее, возникновение нового очага оптического пробоя но фронте ударной волны, распространяющейся от зоны оптического пробоя первого импульса. Минимальная необходимая для образования вторичного очага пробоя энергия второго импульса заметно снижалась по мере уменьшения задержки между импульсами, что соответствовало более высоким скоростям распространения УВ первичного ( лидирующего) импульса. [34]
В экспериментах со скрещенными пучками излучения неодимовых лазеров с длительностью импульсов около 15 не ( форма импульса близка к гауссиане) при регистрации процессов на теневой установке получено, что второй лазерный импульс с недостаточной для пробоя лабораторного воздуха интенсивностью обеспечивает, тем не менее, возникновение нового очага оптического пробоя но фронте ударной волны, распространяющейся от зоны оптического пробоя первого импульса. Минимальная необходимая для образования вторичного очага пробоя энергия второго импульса заметно снижалась по мере уменьшения задержки между импульсами, что соответствовало более высоким скоростям распространения УВ первичного ( лидирующего) импульса. [35]
Оптический пробой, возникающий в прозрачных средах - в газах, плазме, жидкостях, кристаллах и стеклах, представляет собой качественно единое явление, в основе которого лежит процесс превращения прозрачной среды в сильно поглощающую среду под действием мощного лазерного излучения. Явление оптического пробоя в газообразных, жидких и твердых прозрачных средах обсуждается в этой, а также в двух последующих лекциях. Однако прежде чем обратиться к явлению пробоя, кратко рассмотрим общие закономерности процесса поглощения лазерного излучения в веществе. [36]
Выше бил кратко рассмотрен наиболее простой и наиболее хорошо изученный случаи пробоя атомного газа лазерным имлу-чеиием видимого диапазона частот. Однако явление оптического пробоя возникает в широком классе различных сред ( газах, жидкостях, прозрачных твердых телах) под действием лазерного излучения во всем реализованном диапазоне частот от ближнего ультрафиолетового до инфракрасного излучения. Для разных сред и разных частот излучения имеются свои особенности в процессе пробоя, однако главные черты мтого явления остаются неизменными - исходно прозрачная нейтральная среда ионизуется, образуется плазма, и если ее плотность достигает значений, близких к критическому, то лазерное излучение эффективно поглощаетсн в плазме, нагревая ее до высокой температуры. [37]
Наиболее распространенным режимом является режим световой детонации. От места оптического пробоя по газу распространяется сильная ударная волна. За фронтом ударной волны газ нагревается и ионизируется, приобретая вместе с тем способность поглощать лазерное излучение. Поглощение лазерного излучения происходит в тонком слое плазмы сразу за фронтом ударной волны. [38]
Вероятно можно ограничиться оптическим пробоем, при котором, как уже сказано выше, интенсивность светового пучка составляет 105 МВт / см2, что соответствует напряженности электрического поля в световой волне, равной 10е - т - 107 В / см. При воздействии такого поля все нейтральные молекулы, и особенно многоатомные молекулы типа UFg, подвергаются сильному искажению геометрической конфигурации, поляризации, образованию индуцированных диполей, что приводит к изменению силового поля молекул и изменению их энтропии, энтальпии, теплоемкости, потенциала Гиббса. При такой напряженности электрического поля в зоне оптического пробоя возникает устойчивый кластер проводящей среды, который должен находиться в плоскости высоковольтного витка индуктора. [39]
Вероятно можно ограничиться оптическим пробоем, при котором, как уже сказано выше, интенсивность светового пучка составляет 105 МВт / см2, что соответствует напряженности электрического поля в световой волне, равной 10е Ч-107 В / см. При воздействии такого поля все нейтральные молекулы, и особенно многоатомные молекулы типа UFg, подвергаются сильному искажению геометрической конфигурации, поляризации, образованию индуцированных диполей, что приводит к изменению силового поля молекул и изменению их энтропии, энтальпии, теплоемкости, потенциала Гиббса. При такой напряженности электрического поля в зоне оптического пробоя возникает устойчивый кластер проводящей среды, который должен находиться в плоскости высоковольтного витка индуктора. [40]
 |
Линейные и нелинейные отклики на электрическое воздействие на диэлектрики. [41] |
Быстрый рост оПт ( Ет) приводит к электрическо-му пробою, когда электрический ток за счет ударной ионизации электронов возрастает в миллиарды раз, разрушая диэлектрик и превращая его в проводник тока. Аналогичный механизм наблюдается при оптическом пробое прозрачных диэлектриков при импульсном воздействии лазерных пучков с большой плотностью лучевой мощности. [42]
Критическое значение qs зависит от рода газа, длины волны лазерного излучения, геометрических характеристик лазерного пучка и некоторых других параметров. Образовавшаяся в фокусе линзы плазма оптического пробоя поглощает энергию лазерного излучения значительно сильней, чем нейтральный газ. Обозначим через qc минимальную плотность КПЗ, необходимую для поддержания разряда после оптического пробоя. В режиме световой детонации фронт лазерной плазмы распространяется со сверхзвуковой скоростью, а при медленном лазерном горении с дозвуковой. [43]
В работе Исследовано взаимодействие лазерного излучения в двойных импульсах длительностью - 15 не. Первый ( лидирующий) импульс обеспечивал оптический пробой либо в лабораторном воздухе, либо на металлической нити. [44]
В связи с широким применением в электронике тонких диэлектрических пленок, в которых велика напряженность электрического поля, а также с повышением рабочих температур электронных и электротехнических устройств вопрос об электропроводности диэлектриков и связанных с ней явлениях старения ( деградации) и электрического пробоя является весьма актуальным. То же самое относится и к оптическому пробою - лазерному разрушению прозрачных диэлектриков, определяющему пределы допустимой лучевой плотности мощности в лазерных устройствах. [45]
Страницы: 1 2 3 4