Initial ionization of inert gases at opitical breakdown
The origin of the first electrons at the optical breakdown [1, 2] in inert gases is established. It is shown that, when the breakdown is due to laser radiation with a wavelength λ = 1.06μm, λ = 0.6943 μm and intensity S = 109 – 1012 W/cm2, the primary electrons arise due to single-photon ionization of normal atoms by the photons of which energy is much lower than the ionization potential of atoms. It is stated that this effect involves radiation absorption on extremely far wings of the natural and shock contours of absorption line. In the first case, ionization occurs at binary atom-photon interaction. The second one occurs at a triple collision of photon and two atoms. The cross-sections of photoionization of Xe, Kr, Ar, Ne and He atoms are given.
Установлена природа рождения первых электронов при оптическом пробое [1,2] в инертных газах. Показано, что при инициировании пробоя лазерным излучением с длиной волны λ = 1.06μm, λ = 0.6943 μm и интенсивностью S = 109 – 1012 W/cm2 рождение первичных электронов обусловлено процессом однофотонной ионизации нормальных атомов фотонами, энергия которых существенно ниже потенциала ионизации атома. Высказано предположение, что это связано с поглощением излучения на сверх далеких крыльях естественного и ударного контуров линии поглощения. В первом случае, ионизация реализуется при бинарном взаимодействии атома с фотоном. Во втором – при столкновении трех частиц – фотона и двух атомов. Приведены сечения фотоионизации атомов ксенона, криптона, аргона, неона и гелия.
1. R.G. Tomlinson, E.K. Damon, H.T. Buscher. In: Physics of Quantum Electronics N. Y., McGraw-Hill, 1966.
2. R.G. Meyerand, A.F. Haught. Phys. Rev. Lett. 11, 401, 1963.
3. Н.Б. Делоне, В. П. Крайнов. Нелинейная ионизация атомов лазерным излучением Москва, ФизМат Лит., 2001г.
4. А.М. Попов, Фотоионизация атомов: от Эйнштейна до наших дней. Соровский образовательный Журнал, N 3, 1999
5. Ю.П. Райзер Лазерная искра и распространение разрядов. М., НАУКА, 1974.
6. M.D. Perry, O. Landen, A. Szoke, K. Campbell, Phys. Rev. A. 37, 747, 1988.
7. C. Kulander, Phys. Rev. A, 38, 778, 1988
8. И. В. Кузнецова, М.В. Петренко, З.А. Степанова, Г.К. Тумакаев, С.В. Бобашев. Письма в ЖТФ, 2008, т. 34, в. 14, с. 82.
9. Я.Б. Зельдович, Ю.П. Райзер, Физика ударных волн и высокотемпературных газодинамических явлений, М., ФизМат Лит., 1963.
10. Л.М. Биберман, В.С. Воробьев, И.Т. Якубов. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. М., НАУКА, 1982.
11. Г.К. Тумакаев, Т.В. Жихарева, В.Р. Лазовская, ЖТФ, т.41, в.9, с. 986, 1971
12. С.Э. Фриш. Оптические спектры атомов. М.-Л., ФизМат Лит., 1963.
13. Г.С. Ландсберг, Оптика. М., ФизМат Лит., 2003.
14. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Том 4. Оптика. М.-Л., ФизМат Лит., 1980.
15. Д.С. Рождественский. Работы по аномальной дисперсии в парах металлов. Изд. АН СССР. 1951.
16. Ф. Крауфорд. Волны. Берклеевский курс физики. Том 3 . М., НАУКА, 1976.
17. Таблицы физических величин. Под ред. И.К. Кикоина. М. АТОМИЗДАТ. 1976.
18. Б.М. Смирнов, УФН, т.133, в. 4, с.569, 1981.
