ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Пробой из "Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений " Изобретение лазеров и совершенствование лазерной техники открыли широкие возможности для изучения различных явлений, происходящих при взаимодействии мощных потоков излучения с веществом. В частности, несколько лет назад было открыто явление пробоя газов и образования искры под действием лазерного луча. [c.289] Опыты [65—72] показывают, что под действием светового потока достаточно большой интенсивности в газах, обычно прозрачных для соответствующего излучения, происходит пробой, т. е. образуются свободные электроны ). Для пробоя нужны очень большие потоки лучистой энергии, и при мощностях современных оптических генераторов (с модулированной добротностью) такие потоки удается получить только путем фокусировки лазерного луча линзой (рис. 5.33). Порог для пробоя, обычно исключительно резкий, принято характеризовать напряженностью электрического поля световой волны. На рис. 5.34 в качестве примера показаны измеренные в работе [65] пороговые поля для пробоя в аргоне и гелии при разных давлениях. [c.289] Для начала развития лавины необходимо, чтобы в начале лазерного импульса в газе появились начальные затравочные электроны. По-види-мому, многоквантовое поглощение света, скорее всего на примесных атомах с низкими потенциалами ионизации, и является источником образования затравочных электронов. Надо сказать, что распределение поля по площади кружка фокусировки не является равномерным. Существуют очень малые области с локальными полями, которые значительно превышают поле, среднее по площадке. В этих областях и зарождаются первые электроны, которые кладут начало лавине. [c.291] Рассмотрим, как развивается электронная лавина. [c.291] Электроны поглощают световые кванты при столкновениях с нейтральными атомами (см. 8а) и таким путем набирают энергию, достаточную для ионизации. В результате акта ионизации вместо одного быстрого электрона появляется два медленных , которые снова набирают энергию под действием излучения, ионизуют атомы и т. д. [c.291] Наряду с поглощением под действием интенсивного светового потока происходит и вынужденное испускание квантов таких же величины и направления, однако результирующий эффект является положительным — электрон в среднем приобретает энергию от излучения и ускоряется. [c.291] Электрон в среднем не может приобрести энергию, превышающую = т,--о. [c.292] Например, для гелия при поле 6-10 в см =33 эв. В действительности в правой части выражения для упругих потерь вместо Е должна стоять разность средних энергий электронов и атомов (ионов), однако в данном случае атомный газ— холодный. [c.292] В условиях, когда развитие лавины тормозится за счет потерь энергии электронов на возбуждение атомов, простая формула для набора энергии электрона типа (5.116), даже с учетом отрицательного члена потерь энергии, не в состоянии описать сложный процесс и приходится рассматривать кинетическое уравнение для функции распределения электронов по энергии. Это было сделано в работе авторов [62], где при некоторых допущениях вычислялись пороговые для пробоя поля и было получено удовлетворительное согласие с результатами опытов [65] с аргоном и гелием. Вопросам пробоя газа в фокусе лазерного луча посвящены также теоретические работы [73—76] и обзор [86]. [c.293] Вернуться к основной статье