飞秒激光诱导的空气等离子体冲击波探究

一定强度的飞秒激光聚焦于空气能生成空气等离子体并诱导生成冲击波。为了观察该冲击波传播特性,引入了超快时间分辨涡旋滤波成像技术,并对观测到的冲击波动力学过程进行了分析。实验探测到泵浦能量为1.5 mJ的飞秒激光经过透镜聚焦到空气中产生等离子体空气冲击波,分析了在3~15μs时间段冲击波的动态演化过程。结果表明,飞秒激光等离子体空气冲击波在传输时以不对称的球形形状向外扩散,且沿着激光传播方向的传播速度与背着激光传播方向的传播速度不同,分别为372 m/s和341 m/s。这一观察结果与传统的点爆炸模型的对称情形不同,尝试对该不对称动力学过程进行了合理解释。