JP4806211B2 - 放電誘導方法および放電誘導装置 - Google Patents
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Description
Pcr=λ2/(2π・n2)
λはレーザー光の波長、n2は空気中でのレーザー光の屈折率の電界依存係数である。例えば波長が800nmで
n2=3〜6×10-19
とすると(ただしn2の値は測定者によってばらつきがある)、Pcrは2〜3GW程度となる。
2 雷雲(電極)
3 避雷針(導電体)
4 レーザー発振器
5 反射ミラー(光学機器)
9 局部的な凸部または凹部
10 大域的凹部
Claims (18)
- 電極からの放電をレーザー光を利用して導電体へと誘導するための放電誘導方法において、前記レーザー光を大気中に照射し、前記レーザー光を反射する光学機器を前記レーザー光の光路上に介装して、前記光学機器による反射後のビーム伝播過程での前記レーザー光のセルフトラッピング効果によって複数のフィラメントから成るマルチフィラメントを前記レーザービーム中に形成し、1本のレーザービーム中に複数のプラズマチャネルを生成した状態で放電を誘導することを特徴とする放電誘導方法。
- 前記光学機器としては局部的な凸部または凹部を反射面に有す反射ミラーを使用し、前記局部的な凸部または凹部に起因した局所的な空間変調をビーム波面に与え、この空間変調を起点としてビーム伝播過程で前記レーザー光のセルフトラッピング効果によって複数のフィラメントから成るマルチフィラメントを前記レーザービーム中に形成することを特徴とする請求項1記載の放電誘導方法。
- 前記光学機器として局部的な凸部または凹部を有し該凸部または凹部の分布を変化させることが可能な反射ミラーを使用し、前記フィラメントの数、長さおよび生成位置を制御することを特徴とする請求項2記載の放電誘導方法。
- 前記反射ミラーは、回転、振動あるいはX−Y方向への移動によって前記局部的な凸部または凹部の分布を変化させるものである請求項3記載の放電誘導方法。
- 前記反射ミラーの表面の前記局部的な凸部または凹部において起こる空間変調を起点とし生成されるフィラメントの周辺に相当する光路上に配置されて前記凸部または凹部に比して大域的である大域的凹部を備える反射ミラーをさらに前記ビーム路程中に介装して反射するレーザービームのエネルギあるいは周辺の強度斑を任意の位置に集合させて任意の位置の強度斑の電界強度をさらに強くすることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の放電誘導方法。
- 前記大域的凹部を備える前記反射ミラーは前記大域的凹部の曲率、あるいは曲率中心位置、形状などを制御して、ビーム断面におけるフィラメントの形成位置、強度、密度などを自在に制御できるものであることを特徴とする請求項5に記載の放電誘導方法。
- 前記光学機器として、前記局部的な凸部または凹部を有する第1の反射ミラーと、前記局部的な凸部または凹部に比して大域的である大域的凹部を有する第2の反射ミラーとの少なくとも2枚の反射ミラーを光路上で組み合わせて使用することを特徴とする請求項5に記載の放電誘導方法。
- 前記光学機器として、前記局部的な凸部または凹部を有しかつ該凸部または凹部に比して大域的である大域的凹部を当該局部的な凸部または凹部の周りに備えている可変形反射ミラーを使用することを特徴とする請求項5に記載の放電誘導方法。
- 前記電極の一種である雷雲からの放電を前記導電体としての避雷針へと誘雷するために適用される請求項1から8のいずれかに記載の放電誘導方法。
- 電極からの放電をレーザー光を利用して導電体へと誘導するための放電誘導装置において、前記レーザー光を大気中に照射するレーザー発振器と、前記レーザー光の光路上に介装されて前記レーザー光を反射する光学機器と、前記光学機器による反射後のビーム伝播過程での前記レーザー光のセルフトラッピング効果によって複数のフィラメントから成るマルチフィラメントを前記レーザービーム中に形成し、1本のレーザービーム中に複数のプラズマチャネルを生成した状態で放電を誘導することを特徴とする放電誘導装置。
- 前記光学機器は局部的な凸部または凹部を反射面に有し、前記局部的な凸部または凹部に起因した局所的な空間変調をビーム波面に与え、この空間変調を起点としてビーム伝播過程で前記レーザー光のセルフトラッピング効果によって複数のフィラメントから成るマルチフィラメントを前記レーザービーム中に形成するものである請求項10記載の放電誘導装置。
- 前記光学機器は局部的な凸部または凹部を有し該凸部または凹部の分布を変化させることが可能な反射ミラーであり、前記フィラメントの数、長さおよび生成位置を制御することを特徴とする請求項11記載の放電誘導装置。
- 前記反射ミラーは、回転、振動あるいはX−Y方向への移動によって前記局部的な凸部または凹部の分布を変化させるものである請求項12記載の放電誘導装置。
- 前記光学機器は前記反射ミラーの表面の前記局部的な凸部または凹部において起こる空間変調を起点とし生成されるフィラメントの周辺に相当する光路上に配置されて前記凸部または凹部に比して大域的である大域的凹部を備える反射ミラーをさらに含み、前記ビーム路程中に介装して反射するレーザービームのエネルギあるいは周辺の強度斑を任意の位置に集合させて任意の位置の強度斑の電界強度をさらに強くすることを特徴とする請求項10から13のいずれか1つに記載の放電誘導装置。
- 前記大域的凹部を備える前記反射ミラーは前記大域的凹部の曲率、あるいは曲率中心位置、形状などを制御して、ビーム断面におけるフィラメントの形成位置、強度、密度などを自在に制御できるものであることを特徴とする請求項14に記載の放電誘導装置。
- 前記光学機器として、前記局部的な凸部または凹部を有する第1の反射ミラーと、前記局部的な凸部または凹部に比して大域的である大域的凹部を有する第2の反射ミラーとの少なくとも2枚の反射ミラーを光路上で組み合わせて使用することを特徴とする請求項14に記載の放電誘導装置。
- 前記光学機器として、前記局部的な凸部または凹部を有しかつ該凸部または凹部に比して大域的である大域的凹部を当該局部的な凸部または凹部の周りに備えている可変形反射ミラーを使用することを特徴とする請求項14に記載の放電誘導装置。
- 前記電極の一種である雷雲からの放電を前記導電体としての避雷針へと誘雷するために適用される請求項10から17のいずれかに記載の放電誘導装置。
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