NEAR-SURFACE PLASMA FORMATION IN THE AIR UNDER DOUBLE-PULSE LASER ACTION AT TWO WAVELENGTHS
Abstract
Spectra and structure of near-surface plasma were experimentally studied and recoil momenta were measured at a double-pulse laser action on brass and graphite targets in air at wavelengths of 0.532 and 1.064 μm, depending on the time interval between laser pulses and their order of following in time. The laser plasma temperature, the electron concentration, and the recoil momentum were found depending on the parameters of double laser pulses at a laser power density of 4·109 W/cm2 It is shown that the optimal conditions for recording the erosion plasma spectra are such that the first pulse is generated at the second harmonic with a peak-to-peak time interval of 1.5-6 μs, whereas to produce an optimized recoil pulse, this interval should be shorter (1.5-2 μs). This is important for increasing the efficiency of emission laser spectral analysis and laser-plasma micromotors for space applications.
About the Authors
A. N. Chumakov
B. I. Stepanov Institute of Physics, National Academy of Sciences of Belarus
Russian Federation
Russian Federation
N. A. Bosak
B. I. Stepanov Institute of Physics, National Academy of Sciences of Belarus
Russian Federation
Russian Federation
A. V. Panina
B. I. Stepanov Institute of Physics, National Academy of Sciences of Belarus
Russian Federation
Russian Federation
References
1. С. И. Анисимов, Я. А. Имас, Г. С. Романов, Ю. В. Ходыко. Действие излучения большой мощности на металлы, под ред. А. М. Бонч-Бруевича, М. А. Ельяшевича, Москва, Наука (1970)
2. А. М. Прохоров, В. И. Конов, И. Урсу, И. Н. Михэилеску. Взаимодействие лазерного излучения с металлами, Москва, Наука (1988)
3. В. И. Бергельсон, А. П. Голубь, Т. В. Лосева, И. В. Немчинов, Т. И. Орлова, С. П. Попов, В. В. Светцoв. Квант. электрон., 1, № 5 (1974) 1268-1271
4. М. 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) 1132-1139
5. Л. Я. Минько, А. Н. Чумаков, Н. А. Босак. Квант. электрон., 17, № 11 (1990) 1480-1484
6. R. Sattmann, V. Sturm, R. Noll. J. Phys.D: Appl. Phys., 28 (1995) 2181-2187
7. С. Г. Горный, А. М. Григорьев, М. И. Патров, В. Д. Соловьев, Г. А. Туричин. Квант. электрон., 32, № 10 (2002) 929-932
8. С. М. Климентов, П. А. Пивоваров, В. И. Конов, Д. Брайтлинг, Ф. Даусингер. Квант. электрон., 34, № 6 (2004) 537-540
9. С. М. Першин. Квант. электрон., 39, № 1 (2009) 63-67
10. С. М. Першин. Квант. электрон., 16, № 2 (1989) 325-330
11. Л. Я. Минько, А. Н. Чумаков, Г. И. Баканович. Журн. прикл. спектр., 61, № 5-6 (1994) 476-484 [L. Ya. Minko, A. N. Chumakov, G. I. Bakanovich. J. Appl. Spectr., 61 (1994) 805-811]
12. 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]
13. R. Noll. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy. Fundamentals and Applications, Berlin, Heidelberg, Springer (2012)
14. 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]
15. G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni. Appl. Phys. B, 80 (2005) 559-568
16. E. A. Ershov-Pavlov, K. Yu. Katsalap, K. L. Stepanov, Yu. A. Stankevich. Spectrochim. Acta, B, 63 (2008) 1024-1037
17. A. A. I. Khalil. Laser Phys., 20, N 1 (2010) 238-244
18. Д. Кремерс, Л. Радзиемски. Лазерно-искровая спектроскопия, Москва, Техносфера (2009)
19. V. Piñon, D. Anglos. Spectrochim. Acta, B, 64 (2009) 950-960
20. S. Amoruso, R. Bruzzese, X. Wang, G. O’Connel, J. G. Lunney. J. Appl. Phys., 108, 113302 (2010)
21. В. С. Бураков, А. Ф. Боханов, М. И. Неделько, Н. В. Тарасенко. Квант. электрон., 33, № 12 (2003) 1065-1071
22. А. Н. Чумаков, Н. А. Босак, В. Л. Рудаков. Материалы Второго белорусского космического конгресса, 25-27 октября 2005 г., Минск, ОИПИ НАН Беларуси (2005) 45-49
23. А. Н. Чумаков, Н. А. Босак, А. В. Панина. Cб. тр. VIII Междунар. научн. конф. “Лазерная физика и оптические технологии”, Минск, 2 (2010) 150-153
24. Г. П. Голубев, Т. Н. Малашенко, В. П. Филиппов. В сб. “Метрология и методы оптико-физических измерений”, Москва, изд-во Стандартов (1974) 5-6
Review
For citations:
Chumakov A.N., Bosak N.A., Panina A.V. NEAR-SURFACE PLASMA FORMATION IN THE AIR UNDER DOUBLE-PULSE LASER ACTION AT TWO WAVELENGTHS. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2017;84(4):595-602. (In Russ.)
Views: 327
Email this article 