光致大气击穿现象在激光器发明之后不久就被发现, 此后很多学者对激光大气等离子体的击穿机理及其阈值特性进行了理论和实验研究,近年来对激光大气等离子体电子密度方面的研究有了新的进展．Hohreiter 等通过对激光大气等离子体光谱Stark 展宽的分析得到了等离子体的电子密度, 并通过测量了等离子体对532 nm 探测光的吸收率, 进而通过计算得到了等离子体的逆韧致吸收截面[4]. 张宏超等利用干涉法获得了激光大气等离子体的时间序列干涉图, 通过快速傅里叶变换(FFT) 和Abel 逆变换重建了不同时刻激光等离子体电子密度的三维分布, 进而观察到了等离子体通道的形成, 并利用这一方法观察到了两个正在碰撞的激光大气等离子体在碰撞区域电子密度的增强[5;6]. Schwarz 等对光致大气击穿过程的多光子电离和雪崩电离进行了理论分析, 针对不同作用光功率密度和不同压强下等离子体电子密度的实验值, 通过计算得到了电子连续性方程的多光子电离系数. 

   本文利用实验获得的延迟双脉冲激光和三种单脉冲激光产生大气等离子体的时间序列干涉图,得到了其中等离子体中心区域电子密度的平均值.对延迟双脉冲激光与三种单脉冲激光产生的等离子体电子密度进行了比较和分析, 并对延迟双脉冲激光产生等离子体电子密度大于单脉冲激光产生等离子体电子密度的现象进行了解释.Thiyagarajan 等提出了局部热力学平衡(LTE) 条件下激光大气等离子体衰变过程中电子密度随时间变化的理论模型, 并进行了实验验证,理论分析结果表明, 等离子体衰变过程中三体复合和两体复合是电子密度随时间逐渐减少的主要损失机理. 但目前关于延迟双脉冲激光产生大气等离子体电子密度的研究尚未见到报道.本文利用实验获得的延迟双脉冲激光和三种单脉冲激光产生大气等离子体的时间序列干涉图,得到了其中等离子体中心区域电子密度的平均值.对延迟双脉冲激光与三种单脉冲激光产生的等离子体电子密度进行了比较和分析, 并对延迟双脉冲激光产生等离子体电子密度大于单脉冲激光产生等离子体电子密度的现象进行了解释.探测光通过反射镜M1 和M2 组成的延迟光路,然后经过空间滤波器进入马赫- 曾德尔干涉仪. 空间滤波器滤波后可提高干涉图的质量. 以第一束光与探测光之间的延迟时间为探测光延迟时间. 通过调节M1 和M2 的位置, 可以使探测光延迟时间在100 ns 以内连续变化. 马赫- 曾德尔干涉仪将探测光分成光强相等的两束, 一束垂直于作用光方向穿过激光等离子体区域, 另外一束作为参考光, 两者相干形成的干涉条纹携带了激光等离子体的折射率信息. 接收系统由焦距为100 mm 的消色差成像透镜(L5), 532 nm 干涉滤波片和CCD 组成. CCD与电脑相连, 显示拍摄到的干涉图并自动存入电脑硬盘. 干涉滤波片用来消除等离子体闪光和杂散光的影响, 提高干涉图的对比度.

   利用实验获得的延迟双脉冲激光和三种单脉冲激光产生大气等离子体的时间序列干涉图, 得到了其中等离子体中心区域电子密度的平均值. 把延迟双脉冲激光和三种单脉冲激光产生的等离子体电子密度进行比较后表明: 第二束光作用后的相同时刻, 延迟双脉冲激光产生的等离子体电子密度大于三种单脉冲激光产生的等离子体电子密度. 对注入能量相同的延迟双脉冲激光与单脉冲激光产生等离子体的电子密度进行分析后表明: 延迟双脉冲激光的第二束光与等离子体相互作用, 使得作用结束时等离子体的电子密度增加得很多, 进而造成了第二束光作用后延迟双脉冲激光产生的等离子体电子密度大于单脉冲激光产生的等离子体电子密度. 进一步的分析表明, 注入能量相同时延迟双脉冲激光有效延长了等离子体的存在时间.