Thomson scattering was applied to measure the electron density and temperature in laser-induced SF 6 plasmas at various pressures (0.2–2 atm). The plasma was induced by the Nd:YAG laser (1064 nm, 200 mJ, and 7 ns) focused into a chamber filled with SF 6. A second harmonic Nd:YAG laser (532 nm, 50 mJ, and 6 ns) was used to probe the distributions of electron density and temperature. The images after breakdown indicate that higher pressure accelerates the plasma evolution and enhances the asymmetry of the plasma structure. Additionally, different from toroidal structures in other gases, a special vortex structure appeared in SF6. The electron density around the axis at 0.2 atm decreases from 1.66 × 10 23 m − 3 at 2 μs to 4.50 × 10 22 m − 3 at 6 μs, and meanwhile, the electron temperature drops from 22 050 K to 15 600 K. At 2 atm, from 2 μs to 6 μs, the electron density decreases from 3.00 × 10 23 m − 3 to 5.23 × 10 22 m − 3 and the temperature drops from 44 000 K to 14 800 K. The time exponent obtained by fitting the maximum electron density using the power law decreases from −1.206 to −1.669 in the pressure range from 0.2 atm to 2 atm, indicating that the pressure increases the decaying rate of electron density. From 0.4 atm to 2 atm, the time exponent of the decay of electron temperature decreases from −0.499 to −0.926. The comparisons among laser-induced plasmas in various gases show that the decaying rates of both electron density and temperature in SF 6 are superior to air and argon.

中文翻译：

---

使用汤姆逊散射研究不同压力下 SF 6 中的激光诱导等离子体

应用汤姆逊散射来测量不同压力（0.2-2 个大气压）下激光诱导的 SF 6 等离子体中的电子密度和温度。等离子体由 Nd:YAG 激光（1064 nm、200 mJ 和 7 ns）诱导，聚焦到充满 SF 6 的腔室中。使用二次谐波 Nd:YAG 激光（532 nm、50 mJ 和 6 ns）探测电子密度和温度的分布。击穿后的图像表明更高的压力加速了等离子体的演化并增强了等离子体结构的不对称性。此外，与其他气体中的环形结构不同，SF6 中出现了一种特殊的涡流结构。在 0.2 atm 时，绕轴的电子密度从 2 μs 时的 1.66 × 10 23 m - 3 降低到 6 μs 时的 4.50 × 10 22 m - 3 ，同时电子温度从 22 050 K 降至 15 600 K。 2 atm，从 2 μs 到 6 μs，电子密度从 3.00 × 10 23 m - 3 下降到 5.23 × 10 22 m - 3 ，温度从 44 000 K 下降到 14 800 K。使用幂律拟合最大电子密度得到的时间指数从 - 下降1.206 到 -1.669 在 0.2 atm 到 2 atm 的压力范围内，表明压力增加了电子密度的衰减速率。从 0.4 atm 到 2 atm，电子温度衰减的时间指数从 -0.499 下降到 -0.926。各种气体中激光诱导等离子体的比较表明，SF 6 中电子密度和温度的衰减率均优于空气和氩气。使用幂律拟合最大电子密度得到的时间指数在0.2 atm到2 atm的压力范围内从-1.206减小到-1.669，表明压力增加了电子密度的衰减速率。从 0.4 atm 到 2 atm，电子温度衰减的时间指数从 -0.499 下降到 -0.926。各种气体中激光诱导等离子体的比较表明，SF 6 中电子密度和温度的衰减率均优于空气和氩气。使用幂律拟合最大电子密度得到的时间指数在0.2 atm到2 atm的压力范围内从-1.206减小到-1.669，表明压力增加了电子密度的衰减速率。从 0.4 atm 到 2 atm，电子温度衰减的时间指数从 -0.499 下降到 -0.926。各种气体中激光诱导等离子体的比较表明，SF 6 中电子密度和温度的衰减率均优于空气和氩气。