Том 37, номер 03, статья № 4

Аннотация:

Распространение лазерного излучения в атмосфере может приводить к формированию ионизованных областей, которые могут быть использованы в токопроводящих элементах антенн радиоволнового диапазона. Рассмотрены физические процессы, протекающие в аэродисперсных средах с твердыми микрочастицами в лазерном канале при термоэмиссии электронов с поверхности частиц и первичном оптическом пробое. Приведены оценки изменения показателя преломления при образовании плазменных ореолов вокруг нагретых излучением микрочастиц. Показана возможность возникновения слабой ионизации воздушной среды на расстоянии нескольких сантиметров от очага лазерного пробоя за счет ионизации молекул NO и протекания термохимических реакций.

Ключевые слова:

микрочастица, лазерное излучение, нагрев, лазерный пробой, термоэмиссия, проводимость, отражение микроволнового излучения

Список литературы:

1. Berge L., Skupin S., Nuter R., Kasparian J., Wolf J.-P. Ultrashort filaments of light in weakly ionized, optically transparent media // Rep. Prog. Phys. 2007. V. 70, N 10. P. 1633.
2. Donchenko V.A., Balandin S.F., Kemel’bekov B.Zh., Myshkin V.F., Khan V.A. Physical principles of creation of ionization channels in the atmosphere under CW and pulsed laser irradiation // Russ. Phys. J. 2018. V. 61, N 5. P. 918–929.
3. Зворыкин В.Д., Левченко А.О., Устиновский Н.Н. Управление протяженными высоковольтными электрическими разрядами в атмосферном воздухе УФ-излучением KrF-лазера // Квант. электрон. 2011. Т. 41, № 3. С. 227–233.
4. Théberge F., Gravel J.F, Kieffer J.C., Vidal F., Châteauneuf M. Broadband and long lifetime plasma-antenna in air initiated by laser-guided discharge // Appl. Phys. Lett. 2017. V. 111, N 7. P. 073501.
5. Lanzafame R.J. Ultrashort laser pulse phenomena: Fundamentals, techniques, and applications on a femtosecond time scale, by Jean-Claude Diels and Wolfgang Rudolph // Photomed. Laser Therapy. 2007. V. 25, N 1. P. 58–58.
6. Kasparian J., Rodríguez M., Méjean G., Yu J., Salmon E., Wille H., Bourayou R., Frey S., André Y.-B., Mysyrowicz A., Sauerbrey R., Wolf J.-P., Woste L. White-light filaments for atmospheric analysis // Science. 2003. V. 301, N 5629. P. 61–64.
7. Rayner J.P., Whichello A.P., Cheetham A.D. Physical characteristics of plasma antennas // IEEE Trans. Plasma Sci. 2004. V. 32, N 1. P. 269–281.
8. Райзер Ю.П. Лазерная искра и распространение разрядов М.: Наука, 1974. 308 с.
9. Райзер Ю.П. Оптические разряды // Успехи физ. наук. 1980. Т. 132, № 3. С. 549–581.
10. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Зуев В.Е., Кабанов А.М., Погодаев В.А. Нелинейная оптика атмосферного аэрозоля. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 260 с.
11. Singletary P.J., Cohen M.B. Using a high-speed plasma as a conducting channel to enable a novel antenna approach // IEEE Trans. Plasma Sci. 2021. V. 49, N 2. P. 794–804.
12. Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. М.: Наука, 1960. 564 с.
13. Пшежецкий С.Я., Дмитриев М.Т. Радиационные физико-химические процессы в воздушной среде. М.: Атомиздат, 1978. 183 с.
14. Летфуллин Р.Р. Твердые аэрозоли в сильных лазерных полях // Вестн. Самарского гос. технич. ун-та. Сер. физ.-мат. науки. 1996. № 4. С. 243–263.
15. Balandin S.F., Donchenko V.A., Zemlyanov Al.A., Myshkin V.F., Khan V.A., Abramova E.S. Electrical parameters of a laser beam channel in the atmosphere. I // Russ. Phys. J. 2019. V. 62, N 4. P. 576–580.
16. Abramova E.S., Balandin S.F., Donchenko V.A., Myshkin V.F., Potekaev A.I., Khan V.A. Lower-threshold ionization in laser channel propagation // Russ. Phys. J. 2020. V. 63, N 2. P. 338–343.
17. Файрушин И.И. Математические модели низкотемпературной плазмы. Часть 1. Моделирование процессов в равновесной пылевой плазме. Казань, 2014. 35 c.
18. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, Физматлит, 1987. 430 с.
19. Зуев В.Е., Землянов А.А., Копытин Ю.Д. Нелинейная оптика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 296 с.
20. Александров Г.Н. О механизме искрового разряда с отрицательно заряженного острия. Молния // Журн. технической физики. 1967. Т. 37, № 2. C. 288–293.
21. Митчнер М., Кругер Ч. Частично ионизованные газы. М.: Мир, 1976. 496 с.