レーザによる微水滴中生成プラズマの成長・減衰経時変化特性

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650326
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 荒井 健次 神戸大学, 工学部, 教授 (80031079)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 趙 孟佑 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (60243333) ; 中本 聡 神戸大学, 工学部, 教務職員 (10198260) ; 竹堅 裕正 神戸大学, 工学部, 助手 (90216929)
• Keywords: レーザ生成プラズマ / 誘雷 / 消雷 / 放電光計測 / 衝撃波

Research Abstract

従来から使用していた高速光像経時変化測定システムに新たにストリーク・プラグインセットを加え、炭酸ガスレーザの関連設備を用いてレーザ生成プラズマの発光像および分光スペクトル分布の経時変化を捕らえる実験を行った。またそのデジタルデータ処理システムの構成およびその定量化処理プログラムの開発を行って、オフラインで測定・記録データの処理をおこなった。一方、プラズマ中に発生した荷電粒子の流動に基づく誘導電流波形の測定系や電極を整え、プラズマ発光との対応関係を測定し、実験データ収集およびその解析を行った。
これらの結果、プラズマ中荷電粒子の電界流動に基づく誘導電流やプラズマ発光などの測定では継続時間3〜6μsec程度のレーザー波形や、プラズマ発光波形などに比し誘導電流は長く2msec程度継続することが見出された。そこで電子・正イオンの電界流動を試算して実験値と比較すると、電流波形の立ち上がり部分はほぼ一致するが長い波尾継続時間は遅いイオン群の流動を単純に考慮するだけでは十分な一致が得られないことが判明した。一方、プラズマの成長・減衰に基づく衝撃波伝搬の数値解析を行うと、20μsec以上プラズマ球内の熱電離状態が維持されることや、球状衝撃波面がレーザー照射後50μsecまでの経過に対し、27mm程度にまで広がる結果が得られた。したがって2msecにわたる電流継続は、両極性拡散効果で電離域から外部へ漏出する荷電粒子がこの衝撃波面に乗って進行ことによるものと推定できた。

Research Products

• [Publications] 趙 孟佑 他: "レーザ生成プラズマの成長・減衰過程の理論・数値解析II" 電気学会・放電研究会資料. ED94-31. 11-20 (1994)
• [Publications] 竹堅裕正 他: "微水滴中レーザ光生成プラズマの計測と解析" 電気学会・放電研究会資料. ED94-80. 1-10 (1994)
• [Publications] 趙 孟佑 他: "レーザ生成衝撃波の気中伝搬過程の数値シミュレーション" 電気学会・放電研究会資料. ED94-81. 11-20 (1994)
• [Publications] 竹堅裕正 他: "弱電界印加によるレーザ光生成プラズマの経時変化計測" 放電研究. No.144. 67-70 (1994)
• [Publications] 趙 孟佑 他: "CO_2レーザによるプラズマ生成過程のシミュレーション" 電気学会論文誌. (掲載予定). (1995)