Исследование ранней эволюции плазмы индуцированные сверхкоротких лазерных импульсов

1. Оптическая система установки (рис. 1) Настройка полуволновой пластинки и поляризатора после лазера для регулировки энергии лазерного импульса. Настройка светоделителя после поляризатора разделить лазерного импульса на два импульса: импульс накачки и пробного импульса. Используйте четыре зеркал и ручного поступательного этап построения оптических устройств задержки импульса накачки. Используйте еще четыре зеркал направлять импульса накачки для достижения цели поверхности вертикально. Установите генератор второй гармоники (ГВГ) для преобразования длины волны лазера 800 нм до 400 нм. Использование гармонического сепаратор для передачи 800 нм импульса и отражает 400-нм импульса. Установка редуктора пучка и пару фокально линзы для регулировки размера и сходимость пробного импульса. Установить другой оптический прибор задержки, как указано в шаге 1.3, для пробного импульса. Использование кольца диафрагмы настроить областьпробного импульса и убедитесь, что пробного импульса проходят поверхности мишени по горизонтали и пересекается с импульса накачки. Установите два объективов и несколько фильтров, чтобы создать образ области плазмы, которые будут получены от усиленного прибор с зарядовой связью (ICCD) камеры. Подключить компьютер, лазерный, ICCD камеры и контроллера с помощью BNC-кабель или USB-кабеля. Настройка времени задержки контроллер камеры до камеры фиксирует изображение пробного импульса. Таким образом, импульс зонда и камеры будут синхронизированы. 2. Насос-зонд Синхронизация Поместите светоделитель на пересечении импульса накачки и пробного импульса, и создание двух фотодиодов, чтобы получить эти два импульса. Эти два фотодиодов должны иметь такое же расстояние от светоделителя. Использование осциллографа для приема сигналов этих двух фотодиодов, и двигаться задержки этапом на пути луча импульса накачки до проФайлы импульса накачки и пробного импульса перекрываются друг с другом на экране осциллографа. Точностью 20 пс достигается за счет временного разрешения осциллографа. Удалить светоделитель и двух фотодиодов, как указано в шаге 2.1. Отрегулируйте задержку этапом на пути луча импульса накачки до области пробоя воздуха может быть просто наблюдать на ICCD экране. Время, когда формирование пробоя воздуха можно обнаружить вместо однородного фона определяется как задержка нулевого времени. 3. Примеры и этап подготовки Установка лабораторного гнезда и два руководства линейного этапа для перехода образца с тремя степенями свободы. С помощью набора индикаторов и высокая точность прокладки для достижения высокой плоскостности этапов. Разница высоты должна быть в пределах 1 мкм на расстоянии 25,4 мм. Вырежьте квадратный кусок (30 мм х 30 мм) из меди листа толщиной 0,8 мм с помощью фрезерныхмашины. Польские узкой стороной (30 мм х 0,8 мм) Си часть до шероховатости поверхности менее 0,5 мкм. Закрепите кусок меди на вершине кпп с полированной узкой лицевой стороной вверх. Перемещение цели на один ручной этап, как указано в шаге 3.1), в то время как контролировать свои позиции по ICCD камеру так, что любой наклон можно регулировать путем добавления высокой точности прокладки ниже целевого показателя. Повторите шаг 3.6 с другом этапе эксплуатации. Просверлите десятков отверстий на цель в то время как менять положение фокусным третьей ступени высокого руководства точности. Расположение очагов точка соответствует положению фокусным где наименьший отверстие скважины. 4. Абляция и измерения Перемещение фокусным на расстоянии около 50 мкм от координационного центра. Перемещение задержки этапом на пути пучка пробного импульса с интервалом в 0,3 мм, чтобы сделать снимок каждые 2 пс до 10 пс, илис интервалом в 3 мм, чтобы сделать снимок каждые 20 пс до 480 пс. Повторите шаг 4.2 в несколько раз за повторяемость и точность. Перемещение фокусным вплоть до расстояния около 50 мкм от координационного центра, и повторите шаг 4.3. 5. Представитель Результаты Измеренные изображения теневого показаны на рис. 2 и рис. 3, для координационного центра немного выше и ниже поверхности мишени, соответственно. Продольном и радиальном расширении позиций приведены на рис. 4 и рис. 5. Продольного расширения этих двух случаях в первые 100 пс существенно отличаются, однако их продольного расширения в следующем 400 пс и их радиальных расширений схожи. В первом случае, в начале плазмы в течение 100 пс имеет одномерное расширение структуры, состоящей из нескольких слоев. Во втором случае, в начале пласма имеет двумерную структуру расширение, которое не изменяется очень в течение 100 пс. Имитационная модель 12 используется для исследования механизма ранней эволюции плазмы. Время нуля определяется как время, когда лазерный импульс пик достигает поверхности мишени. Моделирование ранних процессов эволюции плазмы, хорошо согласуются с результатами измерений для этих двух случаев, как показано на рис. 6 и рис. 7, соответственно. Формирование начале плазмы в 1 пс также предсказал, для первого случая использования имитационной модели и показано на рис. 8. В начале плазме установлено, что область пробоя воздуха и Cu области плазмы. Пробоя воздуха в первую очередь, вызванным многофотонной ионизации и последующей лавинной ионизации. Во втором случае, однако, фокус находится ниже поверхности мишени и не отдельного региона пробоя воздуха образуется. Вместо этого, ионизация воздуха происходит вблизи Cu плаперед SMA и вызвано ударной ионизации за счет свободных электронов, выбрасываемых из Cu цели. Рисунок 1. Схема пробного теневого измерения. Рисунок 2. Cu расширения плазмы в последовательные время задержки с центром немного выше поверхности. Длина волны лазера: 800 нм, длительность импульса 100 фс, плотность мощности: 4,2 × 10 14 Вт / см 2; цель: Cu. Рисунок 3. Cu расширения плазмы в последовательные время задержки с координатором чуть ниже поверхности. Длина волны лазера: 800 нм, длительность импульса 100 фс, плотность мощности: 4,2 × 10 14 Вт / см 2; цель: Cu. <IMG ALT = "Рисунок 4" SRC = "/ files/ftp_upload/4033/4033fig4.jpg" /> Рисунок 4. Плазменные продольном и радиальном расширении позиций на последующих задержек по времени с центром немного выше поверхности. Длина волны лазера: 800 нм, длительность импульса 100 фс, плотность мощности: 4,2 × 10 14 Вт / см 2; цель: Cu. Рисунок 5. Плазменный продольном и радиальном расширении позиций на последующих времен задержки с координатором чуть ниже поверхности. Длина волны лазера: 800 нм, длительность импульса 100 фс, плотность мощности: 4,2 × 10 14 Вт / см 2; цель: Cu. Рисунок 6. Анимация измеренных и вычисленных расширения плазмы в течение времени задержки до 70 пс с центром немного выше поверхности. Длина волны лазера: 800 нм, длительность импульса 100 фс, плотность мощности: 4,2 × 10 14 </suр> Вт / см 2; цель: Cu. Щелкните здесь для просмотра анимации . Рисунок 7. Анимация измеренных и вычисленных расширения плазмы в течение времени задержки до 70 пс с координатором чуть ниже поверхности. Длина волны лазера: 800 нм, длительность импульса 100 фс, плотность мощности: 4,2 × 10 14 Вт / см 2; цель: Cu. Щелкните здесь для просмотра анимации . Рисунок 8. Анимация измеренных и вычисленных расширения плазмы в течение времени задержки 1 пс с центром немного выше поверхности. Длина волны лазера: 800 нм, длительность импульса 100 фс, плотность мощности: 4,2 × 10 14 Вт / см 2; цель. Cu Щелкните здесь для просмотра анимации </>.