レーザーブレイクダウンを引き起こすラッキーな衝突に対する統計モデルの構築

为导致激光击穿的幸运碰撞建立统计模型

• 批准号: 19K21871
• 负责人: 加藤 進
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K21871/
• 关键词: 逆制動輻射; 多光子吸収; 電子散乱; 連続光スペクトル; レーザーブレイクダウン; 粒子シミュレーション

レーザーブレイクダウンを引き起こす電子衝突電離に関与する電子は，バルクの平均的エネルギーを持つ電子ではなく，電離エネルギーを越える高エネルギーテールの電子である．理論およびシミュレーションモデルを用いてレーザー照射下での高エネルギーテール成分を持つ電子分布関数を決定することが，本研究の目的の一つである．しかし，モデルを検証するために実験的に電子分布関数を決定することは困難であるため，実験では分布関数から決定される電子なだれの増幅係数を指標にする．加えて，大気圧プラズマで発生する連続光スペクトルから電子分布関数を予測する手法のレーザーブレイクダウンプラズマへの適用可能性について調べる．これまで，実験的に電子なだれの増幅係数を正確に求めるためには，自然に存在する種電子数の影響を取り除く必要があると考え，ナノ秒YAGレーザーの光をガスチャンバー内に設置した電極間に集光する実験を行い，電極間に印加する電圧を制御することにより，印加電場によるドリフトで照射領域から電子を除去することで，電子なだれの増幅係数の絶対値評価を試みた．電子分布関数に対するボルツマン方程式の2項展開モデルから求まる電子増幅係数と電子移動度を用いたゼロ次元の電子増幅モデルを作成し，実験で得られた印加電圧を増加に伴うブレイクダウンに必要となるレーザーエネルギーが増大および飽和する結果を定性的に説明できることを示した．大気圧プラズマでは，実験で得られた連続光スペクトルから電子分布関数を推定する手法が確立されている．多光子課程の影響を考慮した電子分布関数に対するシミュレーションモデルの開発を進めるとともに，その手法を用いるために，電子分布関数からアルゴンプラズマで発生する連続光スペクトルを予測するプログラムの改良を行った．

The electron collision ionization is related to the electron collision, and the electron collision ionization is related to the electron collision, and the electron collision ionization is related to the electron collision. A theoretical study on the determination of electron distribution of high molecular weight compounds under irradiation is carried out. The electron distribution coefficient is determined according to the difficulty of determining the electron distribution coefficient. Increase in the probability of occurrence of high voltage radiation and the prediction of electron distribution. For example, the number of electrons in the field is determined by the number of electrons in the field. The number of electrons in the field is determined by the number of electrons in the field. The amplitude coefficient of the electron component and the absolute value are evaluated. 2-term expansion of electron distribution coefficient and electron mobility coefficient. The method for estimating electron distribution in large pressure fields is established. The influence of multiphoton course on electron distribution is considered.

项目成果

Influence of DC electric field on Nd:YAG laser-induced breakdown in gases

直流电场对 Nd:YAG 激光诱导气体击穿的影响

• DOI: 10.1364/osac.399530
• 发表时间: 2020
• 期刊: OSA Continuum
• 影响因子: 1.6
• 作者: Takahashi Eiichi;Kato Susumu
• 通讯作者: Kato Susumu

準大気圧マイクロ波窒素プラズマにおける窒素原子数密度に関する理論的考察

负压微波氮等离子体中氮原子序数密度的理论思考

• 发表时间: 2022
• 作者: Sakai K.;Nishimoto T.;Isayama S.;Matsukiyo S.;Kuramitsu Y.;加藤 進，清水 鉄司，榊田 創
• 通讯作者: 加藤 進，清水 鉄司，榊田 創