zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-2329Research ArticleСтатьиОсобенности формирования приповерхностной плазмы при бихроматическом лазерном воздействии на ванадат иттрия в воздухеFeatures of Formation of Near-Surface Plasma During Bichromatic Laser Impact on Yttrium Vanadate in AirБосакН. А.BosakN. A.

Минск

Minsk 

n.bosak@ifanbel.bas-net.byЧумаковА. Н.ChumakovA. N.

Минск

Minsk 

ИвановА. А.IvanovA. A.

Минск

Minsk 

КирисВ. В.KirisV. V.

Минск

Minsk 

ШевченокА. А.ShevchenokA. A.

Минск

Minsk 

БукаА. В.BukaA. V.

Минск

Minsk 

Институт физики НАН БеларусиБеларусьB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of BelarusBelarusБелорусский государственный аграрный технический университетБеларусьBelarusian State Agrarian and Technical UniversityBelarusБелорусский государственный технологический университетБеларусьBelarusian State Technological UniversityBelarus202608092026934518524Copyright © Босак Н.А., Чумаков А.Н., Иванов А.А., Кирис В.В., Шевченок А.А., Бука А.В., 20262026Босак Н.А., Чумаков А.Н., Иванов А.А., Кирис В.В., Шевченок А.А., Бука А.В.Bosak N.A., Chumakov A.N., Ivanov A.A., Kiris V.V., Shevchenok A.A., Buka A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/2329

Экспериментально исследованы структура приповерхностного плазменного образования и спектры плазмы при двухимпульсном лазерном воздействии c длинами волн излучения 1064 и 532 нм на мишень ванадата иттрия YVO4 в воздухе в зависимости от временного интервала между лазерными импульсами и порядка их следования. Установлены зависимости температуры лазерной плазмы от параметров парных лазерных импульсов при плотностях мощности q1064 = 3.1∙109 Вт/см2 и q532 = 2.7∙109 Вт/см2. Показано, что оптимальные условия для достижения максимальной температуры Тe ~1 ~ 104 К реализуются при опережающем воздействии импульсов лазерного излучения с длиной волны 1064 нм и временном интервале между импульсами ~6 мкс, а максимальная плотность электронов ~Ne = 1.1 ꞏ 1017 см–3 достигается при временном интервале ~15 мкс.

The structure of a near-surface plasma formation and plasma spectra were experimentally studied under two-pulse laser action with radiation wavelengths of 1064 and 532 nm on an yttrium vanadate YVO4 target in air, depending on the time interval between laser pulses and their sequence. The dependences of laser plasma temperature on the parameters of paired laser pulses were established at power densities of q1064 = 3.1 ꞏ 109 W/cm2 and q532 = 2.7 ꞏ 109 W/cm2, respectively. It is shown that the optimal conditions for achieving the maximum temperature Te ~1 ~ 104 K are realized with the leading action of laser radiation pulses with wavelength of 1064 nm and a time interval between pulses of  ~6 μs, and the maximum electron density  ~Ne = 1.1 ꞏ 1017 cm–3 is achieved with a time interval of ~15 μs.

двухимпульсное лазерное воздействиелазерная плазмаструктура плазменного факелатемпература плазмыконцентрация электроновdouble-pulse laser actionlaser plasmaplasma torch structureplasma temperatureelectron densityРабота частично поддержана при выполнении задания 2.2.07 ГПНИ “Конвергенция-2030”.ReferencesС. И. Анисимов, Я. А. Имас, Г. С. Романов, Ю. В. Ходыко. Действие излучения большой мощности на металлы, под ред. А. М. Бонч-Бруевича и М. А. Ельяшевича, Москва, Наука (1970)С. И. Анисимов, Я. А. Имас, Г. С. Романов, Ю. В. Ходыко. Действие излучения большой мощности на металлы, под ред. А. М. Бонч-Бруевича и М. А. Ельяшевича, Москва, Наука (1970)А. М. Прохоров, В. И. Конов, И. Урсу, И. Н. Михэилеску. Взаимодействие лазерного излучения с металлами, Москва, Наука (1988)А. М. Прохоров, В. И. Конов, И. Урсу, И. Н. Михэилеску. Взаимодействие лазерного излучения с металлами, Москва, Наука (1988)В. И. Бергельсон, А. П. Голубь, Т. В. Лосева, И. В. Немчинов, Т. И. Орлова, С. П. Попов, В. В. Светцов. Квант. электрон., 1, № 5 (1974) 1268—1271В. И. Бергельсон, А. П. Голубь, Т. В. Лосева, И. В. Немчинов, Т. И. Орлова, С. П. Попов, В. В. Светцов. Квант. электрон., 1, № 5 (1974) 1268—1271М. А. Ельяшевич, Л. Я. Минько, Г. С. Романов, Ю. А. Станкевич, Ю. А. Чивель, А. Н. Чумаков. Изв. АН СССР. Сер. физ., 49, № 6 (1985) 1132—1139М. А. Ельяшевич, Л. Я. Минько, Г. С. Романов, Ю. А. Станкевич, Ю. А. Чивель, А. Н. Чумаков. Изв. АН СССР. Сер. физ., 49, № 6 (1985) 1132—1139Л. Я. Минько, А. Н. Чумаков, Н. А. Босак. Квант. электрон., 17, № 11 (1990) 1480—1484Л. Я. Минько, А. Н. Чумаков, Н. А. Босак. Квант. электрон., 17, № 11 (1990) 1480—1484R. Sattmann, V. Sturm, R. Noll. J. Phys. D: Appl. Phys., 28 (1995) 2181—2187R. Sattmann, V. Sturm, R. Noll. J. Phys. D: Appl. Phys., 28 (1995) 2181—2187С. Г. Горный, А. М. Григорьев, М. И. Патров, В. Д. Соловьев, Г. А. Туричин. Квант. электрон., 32, № 10 (2002) 929—932С. Г. Горный, А. М. Григорьев, М. И. Патров, В. Д. Соловьев, Г. А. Туричин. Квант. электрон., 32, № 10 (2002) 929—932С. М. Климентов, П. А. Пивоваров, В. И. Конов, Д. Брайтлинг, Ф. Даусингер. Квант. электрон., 34, № 6 (2004) 537—540С. М. Климентов, П. А. Пивоваров, В. И. Конов, Д. Брайтлинг, Ф. Даусингер. Квант. электрон., 34, № 6 (2004) 537—540С. М. Першин. Квант. электрон., 39, № 1 (2009) 63—67С. М. Першин. Квант. электрон., 39, № 1 (2009) 63—67С. М. Першин. Квант. электрон., 16, № 2 (1989) 325—330С. М. Першин. Квант. электрон., 16, № 2 (1989) 325—330Л. Я. Минько, А. Н. Чумаков, Г. И. Баканович. Журн. прикл. спектр., 61, № 5-6 (1994) 476—484Л. Я. Минько, А. Н. Чумаков, Г. И. Баканович. Журн. прикл. спектр., 61, № 5-6 (1994) 476—484М. Л. Петух, В. А. Розанцев, А. Д. Широканов, А. А. Янковский. Журн. прикл. спектр., 67, № 6 (2000) 798—801 M. L. Petukh, V. A. Rozantsev, A. D. Shirokanov, A. A. Yankovskii. J. Appl. Spectr., 67 (2000) 1097—1101.М. Л. Петух, В. А. Розанцев, А. Д. Широканов, А. А. Янковский. Журн. прикл. спектр., 67, № 6 (2000) 798—801 M. L. Petukh, V. A. Rozantsev, A. D. Shirokanov, A. A. Yankovskii. J. Appl. Spectr., 67 (2000) 1097—1101.Reinhard Noll. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy. Fundamentals and Applications, Berlin, Heidelberg, Springer (2012)Reinhard Noll. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy. Fundamentals and Applications, Berlin, Heidelberg, Springer (2012)A. Н. Чумаков, В. Б. Aвраменко, Н. A. Босак. Журн. прикл. спектр., 79, № 2 (2012) 279—287 A. N. Chumakov, V. B. Avramenko, N. A. Bosak. J. Appl. Spectr., 79 (2012) 261—268.A. Н. Чумаков, В. Б. Aвраменко, Н. A. Босак. Журн. прикл. спектр., 79, № 2 (2012) 279—287 A. N. Chumakov, V. B. Avramenko, N. A. Bosak. J. Appl. Spectr., 79 (2012) 261—268.G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni. Appl. Phys. B, 80 (2005) 559—568G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni. Appl. Phys. B, 80 (2005) 559—568E. A. Ershov-Pavlov, K. Yu. Katsalap, K. L. Stepanov, Yu. A. Stankevich. Spectrochim. Acta, Part B, 63 (2008) 1024—1037E. A. Ershov-Pavlov, K. Yu. Katsalap, K. L. Stepanov, Yu. A. Stankevich. Spectrochim. Acta, Part B, 63 (2008) 1024—1037A. A. I. Khalil. Laser Phys., 20, N 1 (2010) 238—244A. A. I. Khalil. Laser Phys., 20, N 1 (2010) 238—244Д. Кремерс, Л. Радзиемски. Лазерно-искровая спектроскопия, Москва, Техносфера (2009)Д. Кремерс, Л. Радзиемски. Лазерно-искровая спектроскопия, Москва, Техносфера (2009)V. Piñon, D. Anglos. Spectrochim. Acta, Part B, 64 (2009) 950—960V. Piñon, D. Anglos. Spectrochim. Acta, Part B, 64 (2009) 950—960S. Amoruso, R. Bruzzese, X. Wang, G. O` Connel, J. G. Lunney. J. Appl. Phys., 108, 113302 (2010)S. Amoruso, R. Bruzzese, X. Wang, G. O` Connel, J. G. Lunney. J. Appl. Phys., 108, 113302 (2010)В. С. Бураков, А. Ф. Боханов, М. И. Неделько, Н. В. Тарасенко. Квант. электрон., 33, № 12 (2003) 1065—1071В. С. Бураков, А. Ф. Боханов, М. И. Неделько, Н. В. Тарасенко. Квант. электрон., 33, № 12 (2003) 1065—1071А. Н. Чумаков, Н. А. Босак, В. Л. Рудаков. Материалы Второго белорусского космического конгресса, 25—27 октября 2005 г., Минск, ОИПИ НАН Беларуси (2005) 45—49А. Н. Чумаков, Н. А. Босак, В. Л. Рудаков. Материалы Второго белорусского космического конгресса, 25—27 октября 2005 г., Минск, ОИПИ НАН Беларуси (2005) 45—49А. Н. Чумаков, Н. А. Босак, А. В. Панина. Лазерная физика и оптические технологии: Сб. науч. трудов VIII междунар. науч. конф., Минск, Т. 2 (2010) 150—153А. Н. Чумаков, Н. А. Босак, А. В. Панина. Лазерная физика и оптические технологии: Сб. науч. трудов VIII междунар. науч. конф., Минск, Т. 2 (2010) 150—153А. Н. Чумаков, Н. А. Босак, А. В. Панина. Журн. прикл. спектр., 84, № 4 (2017) 595—602 A. N. Chumakov, N. A. Bosak, A. V. Panina. J. Appl. Spectr., 84 (2017) 620—626.А. Н. Чумаков, Н. А. Босак, А. В. Панина. Журн. прикл. спектр., 84, № 4 (2017) 595—602 A. N. Chumakov, N. A. Bosak, A. V. Panina. J. Appl. Spectr., 84 (2017) 620—626.C. M. Ahamer, J. D. Pedarnig. Spectrochim. Acta, Part B: At. Spectrosc., 122 (2016) 157—164, doi: 10.1016/j.sab.2018.05.027C. M. Ahamer, J. D. Pedarnig. Spectrochim. Acta, Part B: At. Spectrosc., 122 (2016) 157—164, doi: 10.1016/j.sab.2018.05.027F. Wang, S. N. Zhu, K. W. Cheah. J. Appl. Phys., 99, N 9, 096103 (2006), doi: 10.1063/1.2192147)F. Wang, S. N. Zhu, K. W. Cheah. J. Appl. Phys., 99, N 9, 096103 (2006), doi: 10.1063/1.2192147)Г. Грим. Спектроскопия плазмы, Москва, Атомиздат (1969)Г. Грим. Спектроскопия плазмы, Москва, Атомиздат (1969)В. Лохте-Хольтгревен. Методы исследования плазмы, Москва, Мир (1971)В. Лохте-Хольтгревен. Методы исследования плазмы, Москва, Мир (1971)https://lweb.cfa.harvard.edu/amp/ampdata/kurucz23/sekur.htmlhttps://lweb.cfa.harvard.edu/amp/ampdata/kurucz23/sekur.html

The authors declare that there are no conflicts of interest present.