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紧聚焦条件下飞秒激光产生空气等离子体的动态演化特性  
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【英文篇名】 Dynamic Evolution of Air Plasma Induced by Tightly-Focused Femtosecond Laser Pulse
【下载频次】 ★★★★
【作者】 于洋; 许宽宏; 张天鹏; 李书恒; 张楠; 朱晓农;
【英文作者】 Yu Yang; Xu Kuanhong; Zhang Tianpeng; Li Shuheng; Zhang Nan; Zhu Xiaonong; Institute of Modern Optics; Key Laboratory of Optical Information Science and Technology; Ministry of Education; Nankai University;
【作者单位】 南开大学现代光学研究所光学信息技术科学教育部重点实验室;
【文献出处】 中国激光 , Chinese Journal of Lasers, 编辑部邮箱 2017年 07期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 激光光学; 飞秒激光传输; 激光电离; 空气等离子体; 多光子电离; 超快现象;
【英文关键词】 laser optics; femtosecond laser propagation; laser ionization; air plasma; multi-photon ionization; ultrafast phenomenon;
【摘要】 采用具有旋转对称性的三维空间电离模型,对紧聚焦条件下中心波长为800nm、脉冲宽度为50fs的激光脉冲产生的空气等离子体的时间和空间特性进行了数值模拟,揭示了整个等离子体区折射率的动态演化过程。计算结果表明:当激光脉冲开始聚焦时,靠近焦点前方的空气首先被电离,随后产生一个中心区域达到饱和、边缘具有很高折射率梯度的水滴状等离子区域;随着激光脉冲继续向焦点传播并越过焦点,等离子体区进一步向前延伸,直至在焦点前后形成一个近乎对称的双卵形结构;脉冲通过焦点区域后,空气等离子体强度沿传播方向逐渐减弱,直到最终完全消失;在10倍物镜聚焦下,脉冲能量为500μJ、脉冲宽度为50fs的激光脉冲产生的空气等离子体由产生到消失的整个过程约持续3ps。理论计算结果与30kPa低气压环境下的实验观测结果相吻合。
【英文摘要】 Both temporal and spatial characteristics of air plasma induced by tightly-focused laser pulse with central wavelength of 800 nm and pulse width of 50 fs are numerically simulated on the basis of a three-dimensional spatial ionization model with rotational symmetry,and the dynamic evolution of refractive index in whole plasma area is revealed.The simulation results clearly show that,when the laser pulse begins to focus,the ionization of air firstly appears in the region near the focal point.The initially io...
【基金】 国家自然科学基金(11274185,61137001)
【更新日期】 2017-08-14
【分类号】 O437;O53
【正文快照】 自激光发明以来,利用激光脉冲产生等离子体一直备受关注[1-4]。飞秒激光脉冲经过透镜(或曲面反射镜)会聚到空气中时,会使气体分子电离产生空气等离子体,这是超快激光实验室中一种常见的光物理现象。飞秒激光诱导空气等离子体的现象导致锥形辐射[5]、高次谐波[6]、太赫兹波[7]乃

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