Взаимодействие лазерного излучения с веществом

Если размер плазменного сгустка будет меньше 1/α_ν, плазма не будет эффективно поглощать лазерное излучение, в противном случае, если он больше 1/α_ν, плазма будет нагреваться неоднородно.

При достаточно высоких температурах T_e ≳ 10⁵ K электронная теплопроводность лазерной плазмы ввиду малой оптической толщины нагретого слоя вещества существенно больше лучистой теплопроводности и может быть оценена из выражения:

где ln Λ — кулоновский логарифм (∼10). Например, для плазмы с Z = 1, n_e = 10¹⁹ см⁻³ и T_e = 10⁶ K скорость движения тепловой волны составляет 5·10⁶ м/с.

Проведена оценка времени ионизации за счёт неупругого взаимодействия электронного газа с атомами без учёта рекомбинации, но с учётом зависимости изменения электронной плотности от температуры. Данная оценка показывает, что характерное время ионизации слабо зависит от начальной и конечной концентрации электронов (ситуация, типичная для развития электронной лавины при пробое) и составляет величину ∼10⁻¹⁰ с. Таким образом, это время оказывается существенно меньшим, чем длительность импульсов лазеров, работающих в режиме модулированной добротности (τ_и = 10⁻⁸ с).

Важным параметром образующейся плазмы является функция распределения электронов по энергиям f(E, t) в момент времени t, вид которой не определяется полностью временем максвеллизации плазмы за счёт электрон-электронных столкновений:

где T_e — электронная температура в плазме, K; n_e — плотность электронов в плазме, см ⁻³; ln Λ — кулоновский логарифм (∼10).