Проблема моделирования филаментов при лазерно-индуцированном пробое среды

Abstract

Обсуждаются проблемы возникновения лазерно-индуцированных филаментов в среде. Проведен детальный анализ образования таких структур в различных средах – от воздуха до карбида кремния. Показано влияние спектрального состава, числа импульсов и длительности облучения и среды на геометрические размеры полученных структур и на их фазовые состояния. При этом величина филаментов изменяется от сотен нанометров для карбида кремния до сотен метров для воздуха. Спектр излучения непрерывный и напоминает спектр излучения Вавилова – Черенкова. Поэтому было развито представление о том, что излучение филаментов и излучение Вавилова – Черенкова имеют одну и ту же природу. Обсуждаются проблемы механизмов образования лазерно-индуцированного каскада разрушений в карбиде кремния. Для объяснения экспериментальных результатов были использованы модифицированные модели Рэлея (дифракционного расслоения лазерного луча и критических размеров нановоидов), физико-химические модели определения критических значений энергии для соответствующих процессов и модели для оптически индуцированного черенковского излучения.