Controlling branching in streamer discharge by laser background ionization

レーザーによる背景イオン化による正ストリーマ放電の分枝の制御

高橋 栄一*; 加藤 進*; 佐々木 明; 岸本 泰明*; 古谷 博秀*

Takahashi, Eiichi*; Kato, Susumu*; Sasaki, Akira; Kishimoto, Yasuaki*; Furutani, Hirohide*

KrFレーザー照射によってアルゴンガス中のストリーマの分枝を制御する実験を行った。レーザー照射によってストリーマ前面の背景の電離状態が変わる様子を、電離電流を測定することによって解析した。鳥の羽根状のストリーマの構造の生成機構について検討したところ、レーザー照射領域において、背景ガスの電離密度が510/cm以上になるとストリーマの分枝が抑制されることがわかった。ストリーマの分枝の機構を、Loeb-Meekのモデルによる、個々の電子なだれの合流の考えに基づいて検討した。

Positive streamer branching in atmospheric argon gas was controlled by a KrF laser irradiation. This laser irradiation changes the amount of background ionization before the streamer discharge. Initial electron density formed by the KrF laser was evaluated by measuring ionization current. Characteristic "feather like" branching structure was observed and was suppressed only for the irradiated region. The threshold of ionization density which can influence to the branching was evaluated to be 510/cm. This suppression behavior was explained by the relation between a size of avalanche head and mean initial electron distance. These experimental results support the origin of the feather like structure comes from the branching model of Loeb-Meek that is probabilistic merging of individual avalanches.