飞秒激光等离子体通道引导高压放电的机理研究

本项目的主要研究内容是飞秒激光在空气中产生的等离子体通道诱发和引导高压放电的机理研究，通过理论和实验研究揭示激光引导放电的发展过程和物理机制，明确等离子体通道的电子密度，直径，以及寿命等参数对引导放电效果的影响，同时在理论上建立激光等离子体通道引导的放电过程的数学模型和数值模拟程序，从而为激光引雷，激光加速带电粒子等实际应用奠定基础。

研究了不同波长（400nm和800nm）的飞秒激光在空气中产生的等离子体通道的诱导高压放电的性质和机理，发现在相同脉冲能量下，400nm波长的光丝诱导高压放电的能力显著优于800nm波长的光丝。采用粒子模拟程序对预电离空气间隙的高压放电过程进行了模拟，发现放电过程初期的电子崩主要向阳极发展。率先采用全多通放大的技术实现了飞秒脉冲序列输出，并利用飞秒脉冲序列产生了长寿命的等离子体通道，研究了长寿命等离子通道诱导高压放电的规律。除此之外，对等离子体通道中的超连续辐射和三次谐波的产生也开展了研究。