【摘要】：為了研究超短激光脈沖和液滴相互作用過程中電子密度和光場(chǎng)的變化,基于非線性麥克斯韋方程組和電離速率方程,構(gòu)建了激光等離子體非線性瞬態(tài)時(shí)域耦合模型,對(duì)飛秒激光脈沖擊穿微米量級(jí)水滴時(shí)的電子密度和光場(chǎng)的時(shí)空分布進(jìn)行了計(jì)算.結(jié)果顯示水滴的擊穿閾值最小可達(dá)2 TW/cm~2,為同等條件下無邊界水介質(zhì)擊穿閾值的1/4.隨著脈沖能量增強(qiáng),水滴內(nèi)自由電子密度峰值區(qū)域逆著激光入射方向移動(dòng),且入射光越強(qiáng),水滴對(duì)光傳播的屏蔽越明顯.光束在水滴出射端外部匯聚,匯聚點(diǎn)的光功率密度可達(dá)入射光的5倍,且時(shí)域波形出現(xiàn)壓縮和變形.另外,水滴對(duì)激光能量的吸收系數(shù)隨光強(qiáng)增大而增大,并最終趨于飽和.
[Abstract]:In order to study the variation of electron density and optical field during the interaction between ultrashort laser pulses and droplets, a transient time-domain coupling model of laser plasma is constructed based on nonlinear Maxwell equations and ionization rate equations. The electron density and the space-time distribution of the optical field are calculated when the femtosecond laser pulse breaks through the water droplets of micron magnitude. The results show that the minimum breakdown threshold of water droplets can be up to 2 TW/cm~2, which is 1 / 4 of the breakdown threshold of unbounded water medium under the same conditions. With the increase of pulse energy, the peak region of free electron density in water droplets moves against the direction of laser incident, and the stronger the incident light is, the more obvious the shielding of water droplets from light propagation is. The optical power density of the convergent point is 5 times that of the incident light, and the time domain waveform is compressed and deformed. In addition, the energy absorption coefficient of water droplets increases with the increase of light intensity and tends to saturation.
【作者單位】： 南京理工大學(xué)理學(xué)院;
【分類號(hào)】：O531

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本文編號(hào)：2297529