马赫曾德尔干涉仪瞬态干涉条纹采集技术及其在激光等离子体测试中(13)

硕士论文马赫．曾德尔干涉仪瞬态干涉条纹采集技术及其在激光等离子体测试中的应用发生的物理现象如表２．１所示：

表２．１不同数量级的激光功率密度作用在靶表面发生的物理现象

１０’一１’／／

加热’一１０４—１０６Ｗ／ｃｍ２ｌＯ‘Ｌ１０８Ⅵ，／ｃｍ？气化１０６－一１００ｌｏＷ／ｃｍ２ｍｚ熔融产生等离子体

高功率激光击穿气体、液体和固体靶材表面，导致靶材介质表面形成激光等离子体的主要机制分为如下三步【删：

１．光电离阶段：原子中的电子受到激光照射时，由于光电效应或多光子效应吸收足够的光子能量而发生电离。

２．热电离阶段：高温下热运动速度很大的原子相互碰撞，使其电子处于激发态，其中一部分电子的能量超过电离势而使原子发生电离。

３．碰撞电离阶段：气体中的带电粒子在电场作用下加速并与中性原子碰撞，发生能量交换，使原子中的电子获得足够能量而发生电离。

２．１．２激光等离子体的特性

等离子体是由电子、离子等带电粒子以及中性粒子（原子、分子、微粒等）组成的，宏观上准中性，且具有集合效应的混合气体。所谓准中性是指在等离子体中的正负离子数目基本相等，系统在宏观上呈现中性，但在小尺度上呈现电磁性。而集体效应则突出的反映了等离子体与与中性气体的区别。中性气体中粒子的相互作用体现在粒子间频繁的碰撞，两个粒子只有在碰撞的瞬间才有相互作用，除此之外没有相互作用。而等离子体中带电粒子之间的相互作用是长程库仑力的作用，体系内多个粒子均同时且持续的参与作用，任何带电粒子的运动状态均受到其他带电粒子（包括近处与远处）的影响。另外带电粒子的运动可以形成局部的电荷集中，从而产生电场，带电粒子的运动也可以产生电流，从而产生磁场，这些电磁场又会影响其他粒子的运动。因此等离子体呈现出集体效应。等离子体按照温度的高低可以分为：高温等离子体和低温等离子体；按照粒子密度的大小可分为：稠密等离子体，粒子数密度达到１０”～１０博每立方厘米时，称为稠密等离子体，此时粒子间的相互碰撞起很大作用。（２）稀薄等离子体（或低压等离子体），当粒子数密度小于１０１２每立方厘米时，称为稀薄等离子体，此时粒子间的相互碰撞可忽略不计。

总体来说等离子体的一般特性有…】：

（１）准电中性：由于高度电离，破坏电中性的任何扰动都会导致该区域强电场的出现，从而使电中性都以恢复，所以等离子体在整体上显电中性。９

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