Greifswald 2009 – wissenschaftliches Programm

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K: Fachverband Kurzzeitphysik

K 2: Gasdynamik / Laser-Materie-Wechselwirkung

K 2.2: Vortrag

Montag, 30. März 2009, 15:15–15:30, HS Physik

Erzeugung von Stosswellen durch einen Femtosekundenlaser: Zeitaufgelöste Geschwindigkeits- und Dichtemessungen sphärischer Stosswellen in Gasen und Flüssigkeiten — •Walter Garen¹, Volker Braun¹, Markus Schellenberg¹, Emanuel Särchen¹ und Ulrich Teubner^1,2 — ¹Fachhochschule Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelmshaven - University of Applied Sciences, Fachbereich Technik, Constantiaplatz 4, 26723 Emden — ²Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Physik, 26111 Oldenburg

Mit Hilfe eines Femtosekundenlasers werden kugelförmige Stosswellen in Gasen und Flüssigkeiten als Folge des optischen Durchbruches erzeugt. Unmittelbar nach Entstehung des Plasmas wird infolge des hohen Druckanstieges eine kugelsymmetrische Stosswelle ausgesandt, die nach wenigen Mikrosekunden und einigen Millimetern als Schallwelle weiterläuft. Bei einer Laserleistung von 6 GW entsteht eine Stosswelle in Luft mit der höchsten Machzahl (ca.6) unmittelbar nach dem optischen Durchbruch. Bei Halbierung der Laserleistung beträgt die höchste Machzahl ca. 4.

Genaue Geschwindigkeits- und Dichtemessungen im Nahfeld um die Plasmaausdehnung gelingen durch eine Kombination von CCD-Kamera- Aufnahmen und gleichzeitigen Geschwindigkeits- und Dichtemessungen eines speziellen Zweistrahllaserdifferentialinterferometers. Durch dieses Messverfahren gelingt es, die integrale Dichteentwicklung innerhalb der Kugelwelle als Funktion der Stossmachzahlort- und zeitaufgelöst zu bestimmen.