1μm高功率连续激光对不锈钢辐照毁伤特性

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作者 王喜辉 刘骁征 +2 位作者 张海涛 寇雨馨 孟阔 《光学精密工程》 北大核心 2025年第6期874-883,共10页

本研究通过一系列仿真模拟和实验观测,深入分析了1μm高功率连续激光对304不锈钢的毁伤过程,重点探讨了不同功率密度、材料厚度以及热-力耦合作用对材料烧穿时间的影响及其变化规律。研究结果表明,随着不锈钢厚度的增加,热应力和温度梯... 本研究通过一系列仿真模拟和实验观测,深入分析了1μm高功率连续激光对304不锈钢的毁伤过程,重点探讨了不同功率密度、材料厚度以及热-力耦合作用对材料烧穿时间的影响及其变化规律。研究结果表明,随着不锈钢厚度的增加,热应力和温度梯度对材料变形和裂纹形成的影响加剧,导致击穿所需的激光功率密度和时间也相应增加,热应力的贡献进一步加速了材料的破坏过程,尤其是在较高功率密度下,热变形与应力集中显著影响材料的力学性能,导致厚度为0.5~2 mm的304不锈钢在高功率连续激光辐照下的击穿毁伤阈值存在显著差异,最终通过数值分析和数据拟合方式获得了激光辐照时间与材料厚度、击穿阈值之间的函数关系,以实现定量评估高功率连续激光对304不锈钢的击穿和毁伤特性。 展开更多

关键词 连续激光 不锈钢 击穿阈值 毁伤效应

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基于再展开法的包覆型含能药粒间静电相互作用模型与安全边界构建

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作者 冯跃 周子隆 +4 位作者 吴成成 郭学永 张波 王浩 王硕 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期136-149,共14页

针对包覆型含能药粒生产过程静电安全边界不清问题,结合再展开法与多层介质壳构型构建摩擦电包覆型含能药粒与药粒间的静电相互作用模型,基于改进Paschen定律明确包覆型含能药粒静电放电的电荷密度与场强阈值边界,揭示颗粒结构与电学关... 针对包覆型含能药粒生产过程静电安全边界不清问题,结合再展开法与多层介质壳构型构建摩擦电包覆型含能药粒与药粒间的静电相互作用模型,基于改进Paschen定律明确包覆型含能药粒静电放电的电荷密度与场强阈值边界,揭示颗粒结构与电学关键参数对包覆型含能药粒静电安全性的影响规律。研究结果表明:包覆层极化效应增强了药粒间电场与吸引力,导致带电药粒同性相吸团聚,加剧了静电放电风险;在相同带电量下,被包覆活性金属导体药粒间吸引力远高于被包覆单质炸药介质药粒;当表面电荷密度为±5.0μC/m^(2)时,包覆型活性金属导体药粒间电场会超过空气击穿阈值,发生放电;对于包覆型单质炸药介质药粒,只有表面电荷密度达到±50μC/m^(2),电场才会超过击穿阈值;包覆型活性金属导体药粒静电安全性远小于包覆型单质炸药介质药粒,更容易发生静电团聚与静电放电。 展开更多

关键词 含能药粒 静电场 击穿阈值 静电放电 静电安全边界

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一种准光反射聚焦微波放电大气等离子体装置 被引量：8

3

作者 杨浩 闫二艳 +2 位作者 郑强林 刘忠 胡海鹰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期10-14,共5页

设计了一种准光反射聚焦方式的微波放电大气等离子体实验装置,装置包括大气环境模拟室和微波辐射聚焦系统。辐射微波在腔室中心形成kV/cm量级的非均匀强场,击穿大气产生等离子体。通过仿真计算了腔室内的空间辐射场分布,并利用小信号传... 设计了一种准光反射聚焦方式的微波放电大气等离子体实验装置,装置包括大气环境模拟室和微波辐射聚焦系统。辐射微波在腔室中心形成kV/cm量级的非均匀强场,击穿大气产生等离子体。通过仿真计算了腔室内的空间辐射场分布,并利用小信号传递的方式进行测量,测量结果与仿真相符,形成的等离子体形态与辐射场分布强弱一致。电磁场在聚焦区域形成驻波,等离子体出现明显分层现象。实验通过拍照记录了不同参数条件下的等离子体图样,等离子体形态随气压升高而收缩,放电区域受场强和气压共同影响。对实验结果进行分析,验证了该装置的能力。 展开更多

关键词 微波放电 等离子体 反射聚焦 电场测量 击穿阈值

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典型放电气体的击穿场强阈值研究 被引量：4

4

作者 李志刚 程立 +2 位作者 汪家春 王启超 时家明 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期103-108,共6页

为了研究等离子体产生时的气体击穿特性,利用低气压条件下气体击穿场强阈值模型,分析了He、Ne、Ar、Kr、Xe和Hg蒸汽等6种典型放电气体的击穿阈值随入射波频率、电子温度、气体压强以及气体温度的变化规律。结果表明:气体击穿阈值随气体... 为了研究等离子体产生时的气体击穿特性,利用低气压条件下气体击穿场强阈值模型,分析了He、Ne、Ar、Kr、Xe和Hg蒸汽等6种典型放电气体的击穿阈值随入射波频率、电子温度、气体压强以及气体温度的变化规律。结果表明:气体击穿阈值随气体压强的增大而减小,随气体温度、电子温度和入射脉冲频率的增大而增大。气体压强和入射频率对击穿阈值的影响大于气体温度和电子温度,在所考虑的范围内,气体压强对击穿场强的影响约为100 V/m,入射脉冲频率对击穿场强的影响为50~300 V/m,气体温度和电子温度对击穿场强的影响为20~30 V/m。当考虑气体压强、气体温度以及电子温度等因素的影响时,各种气体的击穿场强阈值产生的变化规律相类似;但考虑入射频率的影响时,不同气体的击穿场强阈值差异很大。在所考虑的典型放电气体中,Xe具有最低的击穿场强阈值,He的击穿阈值最大。 展开更多

关键词 气体击穿 击穿阈值 等离子体 电磁脉冲防护

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激光能量与光声信号强度的关系 被引量：8

5

作者 曹辉 张小凤 +1 位作者 尚志远 董彦武 《陕西师大学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 1998年第4期47-50,共4页

运用声学基础理论，讨论了激光能量与声信号强度间的变化关系．发现激光能量与声信号强度之间存在着对数线性关系；并根据液体中光声信号的连续性。

关键词 光击穿 热膨胀 击穿阈值 激光能量 光声信号强度

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高功率微波脉冲大气传输的一些规律 被引量：17

6

作者 周光镒 朱红刚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1996年第4期485-490,共6页

推导了高功率微波（ＨＰＭ）脉冲大气击穿阈值功率公式，估计了脉冲从地面向上传输的潜行时间。数值模拟了ＨＰＭ大气传输的物理图象和潜行时间的变化。

关键词 大气传输 击穿阈值 潜行时间 微波传输

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液体中光击穿阈值的研究 被引量：2

7

作者 高立民 曹辉 +3 位作者 何温 韩辉云 许志强 史瑞民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期946-948,共3页

从等离子体中自由电子密度速率方程出发,考虑到脉冲激光在聚焦区域的特征以及液体中光击穿的实验情况,提出了等离子体椭球模型.通过该模型的建立,对自由电子密度速率方程中电子扩散速率进行了修正,在理论上得到了光击穿的阈值.结果表明... 从等离子体中自由电子密度速率方程出发,考虑到脉冲激光在聚焦区域的特征以及液体中光击穿的实验情况,提出了等离子体椭球模型.通过该模型的建立,对自由电子密度速率方程中电子扩散速率进行了修正,在理论上得到了光击穿的阈值.结果表明,等离子体椭球模型计算出水的击穿阈值更符合实验情况. 展开更多

关键词 光击穿 等离子体椭球 阈值

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FDTD方法分析高功率微波对大气的电离与击穿 被引量：2

8

作者 张超 周东方 +2 位作者 饶育萍 陈勇 侯德亭 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期719-723,共5页

应用麦克斯韦方程和电子流体方程,利用时域有限差分方法(FDTD)计算模拟了高功率微波(HPM)对大气的电离与击穿;该方法用瞬时电场代替等效电场,时刻更新大气电离击穿过程中的电离频率和碰撞频率,消除了近似解析法未考虑大气电离击穿过程... 应用麦克斯韦方程和电子流体方程,利用时域有限差分方法(FDTD)计算模拟了高功率微波(HPM)对大气的电离与击穿;该方法用瞬时电场代替等效电场,时刻更新大气电离击穿过程中的电离频率和碰撞频率,消除了近似解析法未考虑大气电离击穿过程中电场幅度衰减而引起的误差,计算得到击穿阈值大小随海拔高度的变化趋势与文献所得的变化趋势相吻合,其值略大于近似解析解;并通过仿真计算分析了HPM脉冲幅值、脉宽以及海拔高度等参数对大气击穿的影响。 展开更多

关键词 高功率微波 时域有限差分 大气 电离 击穿 阈值

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受激布里渊散射中的液体介质 被引量：3

9

作者 哈斯乌力吉 吕志伟 何伟明 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期216-219,共4页

介绍了目前使用的SBS液体介质 ,分析了氟化物和氯化物是性能良好的SBS液体介质的原因 ,并指出了SBS液体介质的未来发展趋势。

关键词 SES液体介质 光致破坏阈值 化学键能 纯化介质 碳氟化合物

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短脉冲高功率微波大气电离与击穿数值分析 被引量：2

10

作者 赵朋程 廖成 +1 位作者 林文斌 唐涛 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期109-114,共6页

为探讨短脉冲高功率微波(HPM)的大气击穿规律,通过求解大气电子动量方程,得到用于拟合电离参数的等效电场.将等效电离参数代入电子密度连续性方程并求解,获得了窄带和超宽带HPM脉冲的大气击穿阈值与海拔高度以及逃逸时间(逃逸能量)与脉... 为探讨短脉冲高功率微波(HPM)的大气击穿规律,通过求解大气电子动量方程,得到用于拟合电离参数的等效电场.将等效电离参数代入电子密度连续性方程并求解,获得了窄带和超宽带HPM脉冲的大气击穿阈值与海拔高度以及逃逸时间(逃逸能量)与脉冲振幅之间的关系.此外,还分析了大气击穿时超宽带HPM脉冲的能量传输问题.结果表明,海拔高度、脉冲宽度、频谱分布和振幅对大气击穿都有明显影响. 展开更多

关键词 高功率微波脉冲 窄带 超宽带 击穿阈值 逃逸时间 等效电场

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液体光击穿阈值的研究 被引量：2

11

作者 曹辉 尚志远 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期438-440,共3页

运用声学基础理论 ,讨论了激光入射到液体中 ,激光能量与声信号强度间的变化关系 .发现激光能量与声信号强度之间存在着对数线形关系 .根据液体中光声信号的连续性 。

关键词 光击穿 击穿阀值 热膨胀 声学理论 液体 光声信号 光声效应 激光能量

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飞秒激光诱导水光学击穿阈值 被引量：1

12

作者 王亚伟 王立峰 +4 位作者 邓晓斌 刘莹 卜敏 王楷文 雷海娜 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期49-52,共4页

为了研究飞秒激光诱导水光学击穿阈值随激光脉冲参数的变化关系,采用四阶RungeKutta方法对飞秒激光诱导水光学击穿的椭球体模型进行了不同脉宽(40～540fs)、波长(400～1200nm)和光斑尺寸(0～200μm)下的数值模拟。通过控制变量法得出阈... 为了研究飞秒激光诱导水光学击穿阈值随激光脉冲参数的变化关系,采用四阶RungeKutta方法对飞秒激光诱导水光学击穿的椭球体模型进行了不同脉宽(40～540fs)、波长(400～1200nm)和光斑尺寸(0～200μm)下的数值模拟。通过控制变量法得出阈值光强与这些激光脉冲参数的关系曲线图,据此定性分析了阈值光强与激光脉冲参数的变化特征趋势。应用光强与功率、能量、辐照曝光量和电场强度之间的关系,得到了它们随激光脉冲参数脉宽、波长和光斑尺寸的动态关系,这为进一步研究飞秒激光与水和含水介质的相互作用提供了理论依据。 展开更多

关键词 飞秒激光 击穿阈值 RUNGE-KUTTA方法 水

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激光诱导下雾化水滴颗粒的击穿特性 被引量：1

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作者 盛德仁 苏云鹏 +2 位作者 史香锟 陈坚红 李蔚 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期949-954,共6页

为了对气液两相介质激光推进技术中雾化水滴的击穿阈值特性进行研究,建立激光诱导下单个水滴微粒的光学击穿模型,计算分析入射功率密度、水滴微粒半径、入射激光波长等相关因素对雾化水滴颗粒击穿过程的影响.结果表明:随入射功率密度的... 为了对气液两相介质激光推进技术中雾化水滴的击穿阈值特性进行研究,建立激光诱导下单个水滴微粒的光学击穿模型,计算分析入射功率密度、水滴微粒半径、入射激光波长等相关因素对雾化水滴颗粒击穿过程的影响.结果表明:随入射功率密度的增大,由107 W/cm2上升至1011 W/cm2,击穿位置沿入射反方向移动.随水滴微粒半径的增大,从0到50μm,击穿阈值减小,从35×106 W/cm2下降到2.5×106 W/cm2,击穿位置沿入射方向移动.随激光波长的增大,由0到12μm,击穿位置沿入射反方向移动;当波长较短时(λ<2μm),击穿阈值随波长增大而迅速减小,从25×106 W/cm2下降到5×106 W/cm2.当波长较长时(λ>2μm),波长增大对击穿阈值影响较小. 展开更多

关键词 雾化水滴击穿模型 激光击穿阈值 击穿位置

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用激光诱导击穿光谱测量铝合金的激光烧蚀阈值 被引量：15

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作者 杨雪娇 彭飞飞 李润华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期557-560,共4页

采用正交几何配置的双波长双脉冲激光烧蚀-激光诱导击穿光谱技术准确测量了铝合金样品的激光烧蚀阈值。在烧蚀激光波长为532nm、脉宽为12ns并采用焦距为2cm的非球面透镜强聚焦的条件下,得到铝合金的激光能量烧蚀阈值为48μJ,等效的能量... 采用正交几何配置的双波长双脉冲激光烧蚀-激光诱导击穿光谱技术准确测量了铝合金样品的激光烧蚀阈值。在烧蚀激光波长为532nm、脉宽为12ns并采用焦距为2cm的非球面透镜强聚焦的条件下,得到铝合金的激光能量烧蚀阈值为48μJ,等效的能量密度烧蚀阈值为9.8J/cm2。该技术是一种新的激光烧蚀阈值的光谱测量手段,与传统的测量技术相比,具有高灵敏、准确、快捷和便利的特点,可以用于不同材料的激光烧蚀阈值的准确测量。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 激光烧蚀阈值 阈值测量

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电磁脉冲作用下二极管二次击穿电热特性 被引量：5

15

作者 任兴荣 柴常春 +1 位作者 马振洋 杨银堂 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期36-42,共7页

对p-n-n+二极管在电磁脉冲作用下的二次击穿过程进行了二维瞬态电热仿真,研究了二次击穿过程中二极管内部的电场和电流密度分布以及端电压和端电流随电磁脉冲作用时间的变化,探索了二次击穿触发温度、触发电流和触发能量随延迟时间的变... 对p-n-n+二极管在电磁脉冲作用下的二次击穿过程进行了二维瞬态电热仿真,研究了二次击穿过程中二极管内部的电场和电流密度分布以及端电压和端电流随电磁脉冲作用时间的变化,探索了二次击穿触发温度、触发电流和触发能量随延迟时间的变化规律.研究结果表明,电磁脉冲作用下二极管的二次击穿属于热二次击穿,电流集中并非二次击穿发生的必要条件,触发温度和触发电流随延迟时间的减小而增大,但触发能量则随延迟时间的减小而减小,仿真得到的电磁脉冲损伤能量阈值与实验数据吻合较好. 展开更多

关键词 电磁脉冲 二极管 二次击穿 触发温度 损伤阈值

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喇叭有效口径渐变法测量高功率微波天线近场气体击穿 被引量：3

16

作者 杨一明 袁成卫 钱宝良 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2697-2700,共4页

设计了喇叭有效口径渐变法测量高功率微波气体击穿的实验方案,通过连续改变喇叭的有效口径改变天线近场的电场强度,使微波传输达到气体击穿的条件。介绍了实验原理及诊断方法,进行了L波段的高功率微波天线近场空气击穿实验,分析了实验... 设计了喇叭有效口径渐变法测量高功率微波气体击穿的实验方案,通过连续改变喇叭的有效口径改变天线近场的电场强度,使微波传输达到气体击穿的条件。介绍了实验原理及诊断方法,进行了L波段的高功率微波天线近场空气击穿实验,分析了实验中得到的典型波形。结果显示:脉宽30ns、L波段的微波在0.4×105 Pa空气中击穿阈值为33.9kV/cm。实验现象与设计吻合,验证了该方案研究微波气体击穿的可行性。 展开更多

关键词 高功率微波 气体击穿 天线 有效口径 阈值

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大功率P沟道VDMOS器件设计与工艺仿真 被引量：2

17

作者 蒲石 杜林 张得玺 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期133-138,共6页

作为现代电力电子核心器件之一的P沟道VDMOS(vertical double-diffuse,MOS)器件,一直以来由于应用领域狭窄而并未得到足够的研究。以P沟道VDMOS器件为研究对象,为一款击穿电压超过-200V的P沟道VDMOS设计了有源区的元胞结构及复合耐压终... 作为现代电力电子核心器件之一的P沟道VDMOS(vertical double-diffuse,MOS)器件,一直以来由于应用领域狭窄而并未得到足够的研究。以P沟道VDMOS器件为研究对象,为一款击穿电压超过-200V的P沟道VDMOS设计了有源区的元胞结构及复合耐压终端结构,并开发了一套完整的P沟道VDMOS专用非自对准工艺流程。最后通过仿真得到器件的击穿电压超过-200V,阈值电压为-2.78V,完全满足了设计要求,也为下一步流片提供了有益的参考。 展开更多

关键词 P沟道VDMOS 击穿电压 导通电阻 阈值电压

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高温气体中的激光击穿效应 被引量：1

18

作者 杜太焦 王筠华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期426-430,共5页

通过对电子能量分布函数所满足的 Boltzmann方程的求解 ,得到了高温氧原子气体中激光产生电离击穿效应时的束流强度阈值。这一阈值远小于在低温氧分子气体中产生电离击穿的阈值 ,最多可相差两个数量级。导致这一现象出现的主要原因是原... 通过对电子能量分布函数所满足的 Boltzmann方程的求解 ,得到了高温氧原子气体中激光产生电离击穿效应时的束流强度阈值。这一阈值远小于在低温氧分子气体中产生电离击穿的阈值 ,最多可相差两个数量级。导致这一现象出现的主要原因是原子和分子的能级分布和激发自由度有很大的差别。 展开更多

关键词 激光 大气击穿 BOLTZMANN方程 阈值 自由度 高温气体

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空气击穿过程中电子损耗对击穿阈值的影响 被引量：1

19

作者 张平 卞保民 +3 位作者 钱彦 李振华 贺安之 倪晓武 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期501-503,506,共4页

通过对高功率激光空气击穿的物理机理、电离机制的讨论,得到空气击穿过程中激光焦区内自由电子密度公式。考虑电子弹性碰撞损耗、电子复合损耗影响,给出了新的击穿阈值公式。该公式的计算结果同实验数据一致。

关键词 空气击穿 电子密度 阈值 雪崩电离

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基于调谐TEA CO_2激光推进的研究 被引量：4

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作者 郑义军 谭荣清 +5 位作者 柯常军 张阔海 郑光 吴谨 王东蕾 万重怡 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期22-23,共2页

针对大气呼吸模式激光推进,采用可调谐TEA CO2激光器,选取CO2激光光谱中0001~1000带和0001~0200带中增益较强的四支谱线10P(20)、10R(12)、9P(28)及9R(14)进行了实验研究。实验结果表明,在大气呼吸模式激光推进中,空气的击穿阈值随激光... 针对大气呼吸模式激光推进,采用可调谐TEA CO2激光器,选取CO2激光光谱中0001~1000带和0001~0200带中增益较强的四支谱线10P(20)、10R(12)、9P(28)及9R(14)进行了实验研究。实验结果表明,在大气呼吸模式激光推进中,空气的击穿阈值随激光波长的增大而降低,激光波长对飞行器获得的冲量耦合系数没有明显的影响。 展开更多

关键词 激光技术 激光推进 大气呼吸模式 激光波长 空气击穿阈值 冲量耦合系数

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