This work represents newly obtained effects specific for continuous optical discharges (COD) sustained by solid-state lasers of near-IR band (0.96÷1.1 um), based on recent experiments on sustaining COD in high pressure rare gases being carried out last years in IPMech. Threshold laser power required for sustaining COD by near-IR lasers both in high pressure xenon and argon appeared to be considerably lower than it could be expected. This result demonstrates the important difference in plasma absorption mechanisms of mid- and near-IR laser radiation. Detailed investigations of laser beam refraction mechanisms have also revealed substantial differences of a “short wavelength” COD behavior, leading under certain condition to plasma bistability not observed in experiments with COD sustained by CO2 lasers. As a result of the present studies, threshold power levels and beam focusing conditions were defined to ensure stable COD burning and high spectral brightness of COD plasma. Some explanations were proposed for the phenomena observed.
Laser plasma, continuous optical discharge, spectral emissivity
В данной работе на основе проведенных в последние годы в ИПМех РАН экспериментов по поддержанию непрерывных оптических разрядов (НОР) в инертных газах высокого давления твердотельными лазерами, излучающими в ближнем ИК-диапазоне (0.96÷1.1 мкм), представлены новые явления, характерные для поддержания НОР излучением данного диапазона. Пороговые мощности поддержания НОР в ксеноне и аргоне высокого давления оказались неожиданно низкими, что свидетельствует о принципиальном различии механизмов поглощения лазерного излучения в ближнем и среднем (9.4÷10.6 мкм) ИК-диапазонах. Исследование механизмов рефракции также показало существенные отличия «коротковолнового» НОР, приводящие при определенных условиях к бистабильности плазмы, не наблюдавшейся в экспериментах с НОР, поддерживаемых СО2-лазером. В результате проведенных исследований были определены уровни пороговых мощностей поддержания НОР излучением в диапазоне 1 мкм в ксеноне и аргоне при высоком давлении, а также найдены условия фокусировки лазерного излучения, обеспечивающие стабильное горение и высокую спектральную яркость плазмы. Предложены объяснения наблюдаемых явлений.
лазерная плазма, непрерывный оптический разряд, НОР, бистабильность НОР, спектральная яркость НОР
