بررسی پلاسمای حاصل از فروشکست اپتیکی گازهای گوناگون با لیزر 2TEA CO و اثر آن بر شکل‌ تپ‌های لیزری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تبریز/انجام رساله در پژوهشکده لیزر سازمان

2 دانشیار دانشکده فیزیک- دانشگاه تبریز

3 دانشیار پژوهشکده فوتونیک و فناوریهای کوانتمی- پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

چکیده

در این پژوهش، برای ایجاد فروشکست اپتیکی در مولکول‌های گوناگون یک تا پنج اتمی، از تپ‌های لیزر 2TEA CO کانونی شده با برشگرهای پلاسمایی با عدسی‌هایی با فاصله کانونی‌های cm 5/2، 5 و 10 بهره‌گیری شد. وابستگی رد زمانی تپ‌های عبوری و شکل هندسی جرقه‌ها به توان کانونی‌سازی و همچنین، فشار، وزن مولکولی و انرژی یونیزاسیون گازها به تفصیل بررسی شده است. دیده شد که به‌جای حذف کامل دنباله‌ی تپ‌های عبوری، گاهی تنها بخشی از آنها حذف می‌شود. برای نمونه، در فاصله‌ی کانونی cm 5/2، یک زمان خاموشی μs 6/2- 05/0 برای همه‌ی گازها در شکل تپ‌ها پدیدار شده است. این زمان خاموشی، برای گاز He در همه‌ی فاصله‌های کانونی دیگر و با اندازه‌ی کوچکتر دیده می‌شود. با بررسی شکل توده‌های پلاسمایی پدید آمده و مسیر پرتوهای لیزری کانونی‌شده، نشان داده شد که این رفتار به افت سریع چگالی پلاسما به زیر سطح بحرانی، پیش از پایان یافتن دنباله‌ی تپ لیزری بازمی‌گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation on TEA CO2 Laser-Induced Optical Breakdown in Different Gases and its Effects on the Pulses Shape

نویسندگان [English]

  • ebrahim safari 2
  • abbas majdabadi 3
چکیده [English]

In this paper, TEA CO2 laser pulses, focused by plasma shutters, by 2.5, 5 and 10 cm focal lengths lenses, have been used in order to generating optical breakdown in different mono up to five atomic molecules. The dependence of the transmitted pulses temporal trace and the sparks geometry on the focusing power as well as the gases pressure, molecular weight and ionization energy were investigated in detail. It has been found that instead of complete removal of the tail part in the transmitted pulses shapes, sometimes a fraction of them is disappeared. For instance, a quenching time gap in 0.05-2.6 µs range is appeared in the transmitted pulses shapes for 2.5 cm focal length. Such a quenching time, of course at lower scales, is also observed for He gas with the other focal lengths. Analyses of the generated plasma plume shapes and the focused laser beams paths have revealed that this behavior is due to quick dropping of the plasma density below the critical level, before the pulse tail is completed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • TEA CO2 Laser Pulse Shaping
  • Optical Breakdown
  • Plasma Shutter