1994 Fiscal Year Annual Research Report

レーザ誘発プラズマの発生・消滅機構の微細構造と放電誘導過程の動特性に関する研究

Research Project

Project/Area Number	05402038
Research Institution	FUKUOKA INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Principal Investigator	赤崎正則福岡工業大学, 学長 (30037676)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	岡野大祐九州東海大学, 工学部, 助教授 (00169129) 園田義人九州東海大学, 工学部, 教授 (90117143) 堤忠民九州東海大学, 工学部, 教授 (60248606)
Keywords	レーザ誘雷 / 大気放電 / レーザ計測 / プラズマ / 電子温度 / 電子密度
Research Abstract	本研究の目的は、1.紫外線レーザによる純粋な気体の電離機構と2.大気中に炭酸ガスレーザを照射した時の大気の絶縁破壊現象、並びにこれらの作用によって生成されたプラズマが放電を誘導する過程を解明することによって、レーザ誘雷を可能とする条件を見つけだすことである。以下に幾つかの実験を試みた結果のまとめを目的に対応させて述べる。 1.については、KrF及びArFエキシマレーザを用いた放電誘導の基礎特性を調べるために、放電容器内に純粋なN_2やO_2ガス及び乾燥空気を導入し、その中に設置したロゴウスキー電極に直流電圧を印加し、平等電界の下でレーザ誘導放電の実験を行った。その結果、(1)エキシマレーザ光はO_2による吸収率が大きいため生成される初期電子数は多いが、空気中では電子の付着によるO_2生成により急速に減少する。(2)レーザ入射による50%フラッシュオーバー電圧(V_<50>)はレーザによって生成される初期電荷量が大きいほど低下する。(3)V_<50>やレーザ入射からの放電遅れ時間(τd)などの特性は、O_2による電子の生成・消滅過程が支配的なため、空気、酸素ガス中では同様な特性であった。 2.については、出力約50JのCO_2レーザを用いた長ギャップの放電誘導実験を行った。その結果、(1)平板対棒、平板対平板電極共にV_<50>が最小になるτdは50-200μsであった。(2)平板対棒電極での放電誘導でのV_<50>は平板正極性よりも負極性の法が大きくなり、極性効果が逆転した。(3)平板対平板電極の場合、ギャップ間にプラズマを生じさせた場合、V_<50>正極性、負極性共ほとんど同じでギャップの長さにほぼ比例する。(4)マッハツェンダー干渉計測の結果、プラズマは衝撃波として熱的に膨張し20μs以後は音速で波面が広がる。放電誘導は衝撃波の波面では起きず、プラズマ内の低密度領域の膨張に起因する。(5)レーザトムソン散乱計測の結果、CO_2レーザ入射後t=10μsで電子密度ne=5×10^<22>-1×10^<23>m^<-3>、電子温度Te=2.5eV、その後両者は指数関数的に減少し、t=30μsでne=2×10^<22>m^<-3>、Te=0.5-1.0eVであった。

Research Products
(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] F.Kinoshita: "Laser-Induced Sparkover in Atmospheric Air IV" Proceedings of the 7th Asian Conference on Electrical Discharge. 204-207 (1994)
[Publications] T.Tsuji: "Characteristics of Laser-Induced Discharge in Atmospheric Air" Proceedings of the 7th Asian Conference on Electrical Discharge. 208-211 (1994)
[Publications] 池上知顕: "エキシマレーザによる放電誘導の特性" 電気学会論文誌 A. 114-A. 31-39 (1994)
[Publications] C.Honda: "Laser Breakdown Plasmas for Lightning Stroke Studies" Proc.of The 6th Int.Symp.on Laser-Aided Plasma Diagnostics. 277-282 (1993)
[Publications] C.Honda: "Laser-Induced Sparkover in Atmospheric Air III" Proc.of 6th Asian Conf.on Electric Discharge. 213-216 (1993)
[Publications] C.Honda: "A Study on Laser-Induced Discharge in Atmospheric Air(II)" Proc.of The 8th Int. Symp.on High Voltage Eng.3-72.02. 289-292 (1993)
[Publications] T.Ikegami: "Characteristics of Electrical Discharge Induced by Laser" Proc.of The 8th Int.Symp.on High Voltage Eng.1-35.01. 387-390 (1993)
[Publications] 本田親久: "レーザによる大気中の放電誘導特性" 電気学会論文誌B. 113. 994-1002 (1993)

1994 Fiscal Year Annual Research Report

レーザ誘発プラズマの発生・消滅機構の微細構造と放電誘導過程の動特性に関する研究

Principal Investigator

赤崎 正則 福岡工業大学, 学長 (30037676)

Research Products

[Publications] F.Kinoshita: "Laser-Induced Sparkover in Atmospheric Air IV" Proceedings of the 7th Asian Conference on Electrical Discharge. 204-207 (1994)

[Publications] T.Tsuji: "Characteristics of Laser-Induced Discharge in Atmospheric Air" Proceedings of the 7th Asian Conference on Electrical Discharge. 208-211 (1994)

[Publications] 池上知顕: "エキシマレーザによる放電誘導の特性" 電気学会論文誌 A. 114-A. 31-39 (1994)

[Publications] C.Honda: "Laser Breakdown Plasmas for Lightning Stroke Studies" Proc.of The 6th Int.Symp.on Laser-Aided Plasma Diagnostics. 277-282 (1993)

[Publications] C.Honda: "Laser-Induced Sparkover in Atmospheric Air III" Proc.of 6th Asian Conf.on Electric Discharge. 213-216 (1993)

[Publications] C.Honda: "A Study on Laser-Induced Discharge in Atmospheric Air(II)" Proc.of The 8th Int. Symp.on High Voltage Eng.3-72.02. 289-292 (1993)

[Publications] T.Ikegami: "Characteristics of Electrical Discharge Induced by Laser" Proc.of The 8th Int.Symp.on High Voltage Eng.1-35.01. 387-390 (1993)

[Publications] 本田親久: "レーザによる大気中の放電誘導特性" 電気学会論文誌B. 113. 994-1002 (1993)

赤崎正則福岡工業大学, 学長 (30037676)