激光在空气中产生等离子体
博麗霊夢2022/04/07物理强激光 IP:江苏

2022_04_06_115616362.jpg 2022_04_06_115616362.jpg

  洗眉机手柄输出的激光聚焦后在空气中打出的等离子球。

  洗眉机手柄其实是一个被动调Q激光器,峰值功率超过兆瓦。经透镜聚焦后,焦点处功率密度约10^10~10^11W每平方厘米,在这样的光强下,能够引起多光子吸收,也就是电子吸收多个光子,从而被电离。同时,强的激光也会产生强的电场(这样的光强大约会产生兆伏每厘米量级的电场强度),电子被加速,继续和分子碰撞,引起级联电离。

经过这样一个过程,焦点处电离程度激增,从而引起击穿,产生温度极高的等离子体,并伴随响亮的爆鸣声。

引起光致击穿(optical breakdown)的阈值大约在2*10^10W每平方厘米(532nm),随着波长的增加阈值会降低。 wKh2BVzV4imAdRoFAAFn3AyVWz4864.png

击穿阈值与波长的关系(引用其他文献)

关于等离子体的温度,不同文献中的数据都不太一样,但大约在10万℃左右,不过也和功率密度有关,下面这张表就是: Screenshot_20220215_210023_com.huawei.browser.jpg

左侧是功率密度 ,中间是等离子体温度,

右侧是等离子体爆轰波的速度(这个速度还是挺吓人的)


来自:数理化 / 物理物理高能技术 / 强激光动手实践:实验报导严肃内容:专业科普
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杂工1544
10个月3天前 IP:山东
1楼

好活儿!可以拿来打一下非线性介质听个响嘛。二阶非线性介质常见的有磷酸二氢钾晶体,三阶的用硝基苯多一些,盲猜苯甲酸/尿素一类的溶液也多少有点三阶非线性效应 现象应该会很有意思,说不定能复刻@RodTech 兄那个白色激光了。

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m24h
10个月3天前 IP:上海
2楼
引用杂工1544发表于1楼的内容
好活儿!可以拿来打一下非线性介质听个响嘛。二阶非线性介质常见的有磷酸二氢钾晶体,三阶的用硝基苯多一些...

感觉不太容易 很多需要精密的波长和温度控制 我简单试过磷酸二氢钾 烧熔化了都没观察到现象

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RodTech
10个月3天前 IP:英国
3楼


楼主的被动调q是到不了几纳秒的 能到0.5us就不错了,可以用上百兆带宽的小面积pin管加以正确偏压配合普通示波器来看具体多长。



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RodTech
10个月3天前 IP:英国
4楼
引用杂工1544发表于1楼的内容
好活儿!可以拿来打一下非线性介质听个响嘛。二阶非线性介质常见的有磷酸二氢钾晶体,三阶的用硝基苯多一些...

楼主这个出的绿光,显然是已经过了非线性介质了啊


哪有人用硝基苯做YAG的3倍频嘛,那东西脉冲太长还没有开始倍频估计就打分解了,不能看百度第一行把关键词挪过来完事就不深入了解嘛

要打出355nm还是需要很高的功率密度的,已经接近损伤阈值了,不容易

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博麗霊夢作者
10个月3天前 IP:江苏
5楼
引用RodTech发表于3楼的内容
楼主的被动调q是到不了几纳秒的 能到0.5us就不错了,可以用上百兆带宽的小面积pin管加以正确偏压...

没错。

搜了一些资料,好像被动调q确实到不了几纳秒,脉宽和调Q晶体初始透过率有关,一般都是几十到几百纳秒。

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杂工1544
10个月2天前 IP:山东
6楼
引用RodTech发表于4楼的内容
楼主这个出的绿光,显然是已经过了非线性介质了啊哪有人用硝基苯做YAG的3倍频嘛,那东西脉冲太长还没有...

学艺不精,当众翻车,贻笑大方。

我提二倍频的事儿是想看266nm紫外激光。

另外,硝基苯纯属一时脑抽,忘了这玩意儿易燃易爆了,光想着克尔盒用这玩意就顺手写上了。

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RodTech
10个月2天前 IP:英国
7楼
引用杂工1544发表于6楼的内容
学艺不精,当众翻车,贻笑大方。我提二倍频的事儿是想看266nm紫外激光。另外,硝基苯纯属一时脑抽,忘...

普克尔盒现在也是bbo了,装液体的都是陈年旧事了

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博麗霊夢作者
10个月2天前 IP:江苏
8楼
引用RodTech发表于3楼的内容
楼主的被动调q是到不了几纳秒的 能到0.5us就不错了,可以用上百兆带宽的小面积pin管加以正确偏压...

去知网搜了一下,这种洗眉机的激光脉宽测量值在20~40ns。500ns应该没有那么长,如果有的话那峰值功率会低很多,应该击穿不了空气了。

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Ball_Lightning
9个月27天前 IP:河北
9楼

b站那个视频是不是你的?


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二次元的创世科技
9个月6天前 IP:山西
10楼
引用Ball_Lightning发表于9楼的内容
b站那个视频是不是你的?

就是他







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博麗霊夢作者
6个月16天前 IP:江苏
11楼
引用二次元的创世科技发表于10楼的内容
就是他

前几天刚刚退站了…

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Goal_Oriented
3个月6天前 IP:江西
12楼

楼主大大你好!想问你的参考文献名字是?

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博麗霊夢作者
3个月0天前 IP:江苏
13楼
引用Goal_Oriented发表于12楼的内容
楼主大大你好!想问你的参考文献名字是?

好像是激光诱导大气击穿的阈值分析


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