红外皮秒激光诱导长空腔等离子体与高压放电研究

本文主要探讨了利用高强度皮秒激光脉冲在空气中形成长等离子体通道以及引发高电压放电的过程。研究团队由中国工程物理研究院流体力学研究所的科学家们组成，其中包括杨华、唐小松、张兴卫、张黎、谭福利、赵剑衡和孙承纬教授。他们于2015年8月15日接收了实验数据，并于同年9月29日接受了最终的论文接受，10月21日在线发表。 实验中，研究人员聚焦红外皮秒激光脉冲，通过测量形成的等离子体通道的导电性来评估其特性。结果显示，这些通道内电子密度可超过每立方厘米10^14个，表明它们具有极高的电导性能。这种特性使得在长空气间隙中能够引发稳定的高电压放电。然而，值得注意的是，尽管激光脉冲的能量强大，导致电场强度骤增，引发的放电路径并不完全受控，呈现出不规则的分布。这表明，沿通道分布的等离子斑点可能在引导放电过程中扮演了关键角色。 这项工作对物理学和工程应用具有重要意义，特别是在光束引导放电技术、等离子体物理学、高压放电以及激光与物质相互作用等领域。其研究成果有助于理解强脉冲激光在产生极端环境下的物理效应，以及优化相关设备的设计，例如用于工业加工、材料处理或基本科学研究中的高功率激光器系统。 文章的光学分类号（OCIS）包括320.5390（激光与等离子体相互作用）、350.5400（激光诱导过程）和140.3440（激光在气体中的行为）。论文的DOI（数字对象标识符）为10.3788/COL201513.113201，表明该研究发表在某份同行评审的科学期刊上。 本文深入探讨了皮秒激光在空气介质中创造的特殊物理现象，为理解和利用高能量激光产生的等离子体效应提供了新的见解和技术前景。