皮秒与纳秒E-FISH对氮气中等离子体子弹的侵入性研究
等离子体物理
2025-02-05 v1
摘要
电场是等离子的驱动力。电场诱导二次谐波产生 (E-FISH) 是一种能够以高时间和空间分辨率获取电场的诊断技术，被认为是非侵入性的，并且可以高灵敏度地应用于几乎所有类型的等离子体。然而，该技术中用作探针的高功率激光束可能与气体相互作用并感应出电荷，进而影响等离子体。本工作中，E-FISH 被应用于流入大气空气的 N2 非热脉冲等离子体射流。在这些射流中，电离前沿沿射流轴传播，具有高度可重复性和周期性，这使得相位分辨测量成为可能。纳秒和皮秒脉冲激光器（均工作在 1064 nm）被用作光源。首次将使用两种激光器获得的 E-FISH 信号进行了相互比较。两种激光器的结果存在显著差异，这可以通过激光诱导的流注引导来解释。通过拍摄等离子体轨迹的 ICCD 图像观察到了这一点。在等离子体穿过激光束路径的位置，等离子体发生分叉。这表明 E-FISH 在某些条件下也是侵入性的。使用皮秒激光器获得的轮廓与先前在同一等离子体源上进行的基于相干拉曼散射的四波混频结果在定性上吻合良好，因此皮秒激光器被认为是非侵入性的。在未来的 E-FISH 测量中，应考虑激光束对 E-FISH 信号的影响，以防止改变等离子体行为。通过降低激光功率或使用更短的激光脉冲，可以进行成功的测量。
关键词
引用
@article{arxiv.2412.07433,
title = {Invasiveness of pico- and nanosecond E-FISH on plasma bullets in nitrogen},
author = {A. A. A. Limburg and T. E. W. Keur and R. F. E. Pleijers and S. Nijdam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.07433},
year = {2025}
}