| 研究概要 |
トムソン散乱による低温プラズマの電子密度・電子温度計測において,レーザーは集光してプラズマに照射される。焦点近傍のレーザーエネルギー密度は極めて大きく,多光子電離による電子発生の影響を把握しておく必要がある。このためバイアスされた並行平板プローブの中央に集光したNd:YAGレーザービーム(2倍波532nm)を打ち込み,多光子電離で発生する電子を定量的に計測する実験を進めている。今年度は焦点近傍のレーザービームプロファイルを詳細に測定することにより,多光子電離の起こる体積の概略を見積もることができるようになった。これによると,焦点距離400mm程度のレンズで200mJのNd:YAGレーザービームを集光する場合,準安定Ar原子は高い確率で多光子電離を起こすが,基底状態Ar原子の多光子電離はほとんど起こらないことが明らかになった(昨年度述べた信号は不純物によるものと推定される。)N_2分子および純空気(合成空気)についても基底状態からの多光子電離を調べ,いずれも明確な多光子電離信号が観測された。空気からの信号はN_2からの信号より約5倍大きく,これは実験条件下でO_2の多光子電離がN_2より20倍以上起こりやすいことを示唆している。このためO_2ではTorrオーダーの中圧力プラズマで,基底状態からの多光子電離がトムソン散乱計測に影響を与える可能性が示唆される。引き続き,より定量性を高めるために,レーザービームの確定した長さの部分から発生する電子のみが計測されるようにプローブ構造を改良し,より広い範囲のガスに測定を広げてゆく予定である。
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