Конференции ИВТ СО РАН

Тезисы докладов

Лазерно-индуцированная ионизация атомов натрия исследовалась в работах Межуреса как перспективный метод создания плазменных каналов для транспортировки ионных пучков [1]. Для описания динамики изменения параметров оптически тонких сред была использована радиационно-столкновительная модель [2,3]. Однако имеющиеся экспериментальные данные показывают, что ионизация атомов происходит в оптически плотных средах, когда перенос излучения играет важную роль. В работах [3,4] моделирование процесса ионизации осуществлялось с учетом переноса только лазерного излучения для плоско параллельного натриевого слоя. Такие важные факторы, влияющие на развитие процесса ионизации, как трех мерность среды, локальный характер её возбуждения и перенос вторичной радиации, источниками которой являются возбужденные атомы, не рассматривались.

В работе построена физико-математическая модель ионизации двухуровневого атома натрия, представляющая собой систему интегро-дифференциальных уравнений, в которой учтены: радиационные процессы возбуждения, тушения и спонтанного распада; столкновительные процессы: ионизация, рекомбинация, фоторекомбинация, возбуждение и де-возбуждение атомов электронным ударом; перенос внешней и внутренней радиации и локальный характер облучения среды. Считалось, что оси лазерного луча и колбы, имеющей форму цилиндра и содержащей атомы натрия, совпадали.

Для решения поставленной задачи был использован численный алгоритм, который применялся при моделировании фотоионизации и свечения искусственных бариевых облаков, имеющих форму шара, под действием солнечного света [5]. Он явным образом учитывал осевую симметрию задачи и позволял рассчитывать динамику изменения пространственного распределения параметров среды и характеристик поля свечения.

Численные расчеты проведены для однородного, прямоугольного и гауссовского распределений интенсивности излучения в поперечном сечении лазерного луча. Анализ полученных результатов показывает, что процессы поглощения и переноса лазерной энергии приводят к зависимости параметров среды от пространственных переменных и сложной картине её свечения в атомной линии 589 нм. Получено ионизационное просветление среды, которое было предсказано в работе [6]. Оказалось, что при локальном воздействии на среду причиной расширения плазменного канала является перенос вторичной радиации, излучаемой возбужденными атомами во всех направлениях.

1. Mesures R.M., Drewell N. and Cardinal P.G. Electron- and ion-beam transportation channel formation by laser ionization based on resonance saturation – LIBORS. – J. Appl. Phys., 1979, 50, No. 4. – P. 2662 – 2669.

2. Mesures R.M., Cardinal P. G. and Schinn G.W. A theoretical model of laser ionization of alkali vapors based on resonance saturation. – J. Appl. Phys., 1981, 52, No. 3. – P. 1269 – 1277.

3. Гаврилюк А.П., Шапарев Н.Я. Ионизация газа в резонансном оптическом поле. – Ч. 1. – Красноярск, 1986. – 36 с. (Препринт СО АН СССР, Вычислительный центр: 15).

4. Гаврилюк А.П., Шапарев Н.Я. Ионизация газа в резонансном оптическом поле. – Ч. 2. – Красноярск, 1987. – 35 с. (Препринт СО АН СССР, Вычислительный центр: 13).

5. Косарев Н.И., Шкедов И.М. Моделирование переноса излучения в бариевом облаке. – Деп. в ВИНИТИ 12.07.99, № 2296-В99.

6. Шапарев Н.Я. Ионизационное просветление газа// ЖЭТФ. – 1981. – Т. 80. – С. 957 – 963.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск