The phenomenon of sustaining a stable radiant plasma filament by laser radiation pulses with repetition rate of fr = 50÷100 kHz, pulse length of τ = 100÷200 ns, pulse power of PL = 3÷6 kW, being focused in xenon under pressure p = 8÷16 bar has been observed. Radiation intensity was set just below the threshold of the laser spark, thus the phenomenon may be treated as “pre-spark”.
A luminous zone with diameter of d ~ 30÷40 um and length up to l≈1 mm was observed in the experiments. Being initiated by a flash of a laser spark or another way, stable luminous zone existed near the focus, in the highest laser beam intensity region, in a broad laser pulse energy range from 0.4 mJ to 1 mJ. Pulse energy threshold was decreasing with pressure and the filament length and brightness was increasing with energy.
Laser pulse energy deposited in the plasma filament zone led to refractive index gradients in the gas, which caused strong distortion of the laser beam passed through the interaction zone. Intense convective flows emitting from the interaction zone, well seen on the shadow pictures, are another display of periodic-pulsed laser radiation affecting the gas.
laser plasma, POD, laser beam refraction, laser-induced convection
Обнаружено явление поддержания стабильного светящегося плазменного шнура под действием повторяющихся с частотой fr = 50÷100 кГц импульсов лазерного излучения длительностью = 100÷200 нс с импульсной мощностью от PL = 3÷6 кВт при фокусировке в ксеноне под давлением от 8 до 16 бар. Интенсивность излучения была немного ниже необходимой для лазерного пробоя газа, т.е. данное явление можно рассматривать как предпробойное.
В опытах наблюдалась светящаяся область диаметром d ~ 30÷40 мкм и длиной до l≈1 мм. Будучи инициированным вспышкой лазерной искры или другим способом, зона свечения стабильно существовала вблизи фокуса в области максимальной интенсивности лазерного луча в достаточно широком диапазоне изменения энергии возбуждающего лазерного импульса от 0,4 мДж до 1 мДж, причем при увеличении давления снижался энергетический порог явления, а с ростом энергии увеличивались длина и яркость свечения шнура.
Энерговыделение в области плазменного шнура приводило к появлению градиентов коэффициента преломления в газе, что вызывало сильное искажение пучка лазерного излучения, проходившего через область взаимодействия. Другим проявлением воздействия импульсно-периодического излучения на газ оказались вытекающие из зоны взаимодействия интенсивные конвективные потоки, хорошо заметные на теневых фотографиях.
лазерная плазма, ИПОР, рефракция лазерного излучения, лазерно-индуцированная конвекция
