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标题: 关于皮秒脉冲激光的空气击穿问题 [打印本页]

作者: xiaoqing977 时间: 2009-4-6 10:25
标题: 关于皮秒脉冲激光的空气击穿问题
谁能帮忙解答一下：皮秒脉冲激光在什么能量条件、什么聚焦情况下，可以导致空气击穿现象？
空气击穿只能在束腰处产生吗？
由于概念理解的不透，所以问题提的很幼稚，不过，高手应该能够知道我在问什么吧？请不吝赐教，感激不尽！

作者: linjipeng 时间: 2009-4-6 11:51
这个不好说，个人觉得　应该和功率密度有关。具体的要看你的激光指标。

作者: xiaoqing977 时间: 2009-4-6 14:53
谢谢linjipeng同学
希望有经验的人士指点一下

作者: watermoon 时间: 2009-4-6 16:34
功率密度到了，不要说p秒，纳秒照样会击穿。

作者: Femtosecond 时间: 2009-4-6 20:07

功率密度到了，不要说p秒，纳秒照样会击穿。
watermoon 发表于 2009-4-6 16:34

到什么样啊？人家楼主不就是问这个“程度”嘛

空气的电离阈值（无论多光子电离还是隧道电离）在100TW/cm^2以上，所以ps激光脉冲能量怎么也得在100mJ以上
未必在焦点处击穿，很可能由于自聚焦效应而在正常焦点前面就开始击穿；这个击穿深度也不仅仅是由瑞利长度决定，主要由自聚焦效应和自散焦效应的动态平衡来决定。
详细的内容，可以参考楼上那位帅哥的老板的博士论文。

作者: linjipeng 时间: 2009-4-7 07:53
我以前看到二百ＭＪ的２６６ｎｍ聚焦一下（脉宽大概５ｎｓ），焦点附近噼里啪啦，还有火花，是不是击穿现象？

作者: 再也不能这样 时间: 2009-4-7 08:23

到什么样啊？人家楼主不就是问这个“程度”嘛

空气的电离阈值（无论多光子电离还是隧道电离）在100TW/cm^2以上，所以ps激光脉冲能量怎么也得在100mJ以上
未必在焦点处击穿，很可能由于自聚焦效应而在正 ...
Femtosecond 发表于 2009-4-6 20:07

深度啊。
顺便问一下，上面刘老板的老板是谁？

作者: xiaoqing977 时间: 2009-4-7 09:21
非常感谢Femtosecond 帅哥的详细解答，谢谢了，祝各位坛友天天开心啊！

作者: xiaoqing977 时间: 2009-4-7 09:27
再请教一下：
如果从激光器产生的激光没有造成空气击穿，那么再用伽利略式的扩束器（没有实际束腰的聚焦）扩束以后，由于束腰直径得到了扩大，是不是就不会在束腰处造成空气击穿了？

作者: xiaoqing977 时间: 2009-4-7 09:31
这里是一篇关于空气击穿的论文。看过了，可惜还是不太懂。

纳秒激光脉冲在空气中聚焦的临界自由电子密度问题.pdf

282.29 KB, 下载次数: 14, 下载积分: 光电贝 -10 元

作者: xiaoqing977 时间: 2009-4-7 09:34
脉宽为10ps，单脉冲能量为6mJ的激光，聚焦到什么程度能引起空气击穿？

作者: xiaoqing977 时间: 2009-4-7 09:37

我以前看到二百ＭＪ的２６６ｎｍ聚焦一下（脉宽大概５ｎｓ），焦点附近噼里啪啦，还有火花，是不是击穿现象？
linjipeng 发表于 2009-4-7 07:53

我想应该是了吧，实际的现象我没见过。理论上的问题，你可以参考一下我上传的一篇论文。

作者: xiaoqing977 时间: 2009-4-7 09:44

到什么样啊？人家楼主不就是问这个“程度”嘛

空气的电离阈值（无论多光子电离还是隧道电离）在100TW/cm^2以上，所以ps激光脉冲能量怎么也得在100mJ以上
未必在焦点处击穿，很可能由于自聚焦效应而在正 ...
Femtosecond 发表于 2009-4-6 20:07

你好！
一般的激光束都应该是高斯光束吧？有激光的脉冲能量，怎么求某个截面内的平均功率密度和最大功率密度呢？

作者: Femtosecond 时间: 2009-4-7 15:27
7# 再也不能这样

刘老板读硕士时候的老板当然是袁老板了

作者: Femtosecond 时间: 2009-4-7 15:58
先说正事儿：
激光波长lambda，脉冲能量E，脉宽tao，聚焦透镜数值孔径NA，则焦点直径r=1.22*lambda/NA，焦斑面积A=pi*r^2/4，平均功率密度P=E/(tao*A)，最大功率密度大概可认定为P的2到3倍。
再说点儿废话：
一般的激光束都不是高斯光束，要都是高斯光束了，M^2就没有存在的必要了，呵呵。
但是人们习惯于近似的用高斯光束来描述它，所以一般估计激光能流密度、功率密度等参数的时候都用高斯光束来估算。

作者: 肥罗 时间: 2009-4-7 22:44
最大功率密度是指什么？不考虑峰值功率么？

作者: xiaoqing977 时间: 2009-4-8 09:30
谢谢Femtosecond。基本明白了。

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