Структура и характеристики лазерной плазмы

На рис. 5 приведена зависимость электронной концентрации и концентрации нейтральных атомов от времени в лазерной плазме, создаваемой импульсом YAG (Nd) — лазера с длительностью импульса τ_i ≃ 20 нс и плотностью мощности 10⁹ Вт/см² при воздействии на мишень из углерода.

Как можно видеть из рисунка, ионизируется приблизительно каждый десятый атом.

Значительный интерес представляет исследование пространственного распределения электронной температуры, которое позволяет судить о характере охлаждения плазмы при её разлёте. На рис. 6 приведена зависимость электронной температуры лазерной плазмы T_e от расстояния над поверхностью мишени.

При r > 10r₀ плазма становится практически бесстолкновительной из-за снижения плотности при разлёте. Разлёт можно считать адиабатическим, поскольку T_e ∼ r ⁻².

Полезно отметить, что время жизни плазмы в области горячего ядра τ_p ∼ 10⁻⁹ с меньше длительности нагревающего лазерного импульса τ_i ≃ 2·10⁻⁸ с: τ_p < τ_i . На это указывает тот факт, что после действия лазерного импульса рентгеновское излучение из области горячего ядра отсутствует а именно оно является индикатором времени жизни плазмы в горячем ядре.

В оптической среде под действием высокоинтенсивного светового поля образуется плотная плазма, сильно поглощающая падающее на неё излучение.