レーザ誘雷研究における強、弱電離プラズマを用いた放電誘導効果の向上に関する研究

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レーザー誘雷研究では誘雷塔先端にレーザープラズマを生成し、レーザープラズマから上向きリーダを生成させて雷雲まで進展させることにより、雷雲の電荷を中和させることが目的である。長尺プラズマの生成には多光子吸収による弱電離プラズマ(荷電粒子密度n<10_<15>cm_<-3>)を用いることが考えられる。UVレーザの利点は(1)注入エネルギーが少なくてすむ、(2)生成プラズマ密度が空間的に一様であるため、リーダを沿わせ易い、などが挙げられる。著者らは紫外光レーザーの繰り返しを高くする事によるガイド効果を検証した。実験はKrFレーザーのショット間隔(12.5ms,25ms,100ms)とショット回数を変化させて実験を行い、荷電粒子密度の生成割合の変化について測定を行った。ショット間隔が短かければ生成される荷電粒子数がショット間隔の長い場合と比べて減少する。このことは、レーザーショットにより大気中の中性粒子が荷電粒子となり、再び、再結合・付着を行うための時間が短いことに起因すると思われる。また、この結果を踏まえ弱電離プラズマに関与している初期の中性子粒子数を算出する事が出来た。このことは繰り返しをあげていくと大気中に荷電粒子が蓄積されていることを示しているものと考えられる。次に、大気中にリーダをガイドするために必要な弱電離プラズマを生成するために高出力のガラスレーザー光を波長変換結晶で4ω光(波長266nm)を発生させ、集光レンズを用いて大気中に弱電離プラズマを生成させた。その密度をマイクロ波干渉計で測定するとリーダをガイドするために必要な10_<13>cm_<-3>の密度の弱電離プラズマが生成されていることを確認する事が出来た。