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飞秒激光功率对空气中诱导等离子体几何形态、超连续白光产生及锥形辐射影响的实验研究

DOI：10.1142/s0217984920501523 期刊：Modern Physics Letters B 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 本文通过实验研究了飞秒激光在不同功率下诱导空气中等离子体的几何形态变化，及其对超连续白光产生和锥形辐射的影响。当飞秒激光聚焦于空气中微小光斑时，空气分子发生光学击穿并形成等离子体细丝，其几何尺寸和形状随激光功率变化。该过程随后引发两种发光现象：超连续白光产生和锥形辐射，二者散射的光均能反映等离子体细丝的特征。实验表明：高平均激光功率下等离子体变细长，低功率时则呈现粗短圆形。高功率时前向散射的锥形辐射占主导，低功率时各向同性的超连续白光散射更显著。远场白屏上形成的复杂彩虹状图案揭示了锥形辐射中发生的精细非线性光学过程，该现象随激光功率降低逐渐减弱。
作者： A. I. Sanny，W. M. Edmund Loh
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究不同激光功率下飞秒激光诱导空气等离子体的几何形状变化，及其对超连续白光产生和锥形辐射的影响。

研究成果

研究表明，激光功率会显著影响激光诱导等离子体的几何形态及散射光特性。较高激光功率会产生更细长、延伸的等离子体丝状结构及更强的锥形辐射，而较低功率则形成更粗短、圆润的等离子体并引发更强烈的超连续谱白光产生。该发现揭示了激光功率、等离子体几何形态与光发射过程之间的复杂相互作用。

研究不足

该研究仅限于激光功率对空气中等离子体几何形态和光发射的影响。锥形发射的复杂图案尚未完全理解，这表明需要进一步的理论和计算工作。

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