激光诱导铝等离子体结构演化及传播机制

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作者 赵洋 张雷 +3 位作者 田志辉 张秀清 马维光 尹王保 《光学精密工程》 北大核心 2025年第13期1999-2007,共9页

搭建了具有1 ns时间分辨率和0.01 mm空间分辨率的高时空分辨等离子体瞬态成像系统。在氩气环境与10 GW/cm^(2)的激光条件下,实现了对铝等离子体中中性原子(AlⅠ/ArⅠ)和一次电离离子(AlⅡ/ArⅡ)的空间分布动态测量。实验结果表明,等离... 搭建了具有1 ns时间分辨率和0.01 mm空间分辨率的高时空分辨等离子体瞬态成像系统。在氩气环境与10 GW/cm^(2)的激光条件下,实现了对铝等离子体中中性原子(AlⅠ/ArⅠ)和一次电离离子(AlⅡ/ArⅡ)的空间分布动态测量。实验结果表明,等离子体呈狭长形态,其轴向膨胀速度高于径向速度。由于激光与氩气层的强耦合作用,冲击气体层呈现高电离度,氩离子会与铝蒸气羽核相互重叠,其形态特征符合激光支持爆轰波理论模型。还讨论了不同类型粒子的寿命,揭示了上能级能量差异与离子复合过程对激发态粒子布居数衰减速率的影响机制。该成像系统突破了传统成像技术采集强度为观测方向积分值的局限性,为观察等离子体粒子的分布结构和膨胀过程提供了新方法,所揭示的等离子体时空演化规律有望为高精度激光诱导击穿光谱应用提供理论支撑。 展开更多

关键词 激光光谱 激光诱导等离子体 激光支持爆轰波 粒子分布

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多脉冲激光对K9玻璃的表面损伤实验研究 被引量：8

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作者 张秋慧 冯国英 +4 位作者 韩敬华 贾俊 杨李茗 朱启华 谢旭东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期62-66,共5页

实验研究了波长为1064 nm、脉宽为10 ns、重复频率为1 Hz的激光脉冲对K9玻璃的表面损伤特点,给出了脉冲透过能量随激光脉冲作用次数变化的规律。采用3维立体显微镜对损伤形貌进行观察,发现K9玻璃的损伤表面呈环状分布,分为烧蚀区、微裂... 实验研究了波长为1064 nm、脉宽为10 ns、重复频率为1 Hz的激光脉冲对K9玻璃的表面损伤特点,给出了脉冲透过能量随激光脉冲作用次数变化的规律。采用3维立体显微镜对损伤形貌进行观察,发现K9玻璃的损伤表面呈环状分布,分为烧蚀区、微裂纹区和断裂区。随着激光脉冲个数的增加,损伤由点状破坏演变为损伤区,微裂纹逐渐增长,损伤面积逐渐增大。基于激光支持的爆轰波理论分析,激光与脆性材料的相互作用可引起微裂纹的大量增长。在多脉冲激光的作用下,K9玻璃损伤的累积效应明显,表面损伤阈值明显降低,表面裂纹增长明显,损伤面积逐渐增大;但随着激光脉冲的继续增加,这种损伤趋于稳定。 展开更多

关键词 激光诱导损伤 K9玻璃 多脉冲纳秒激光 激光支持爆炸波

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斜入射激光支持燃烧波时纵波声场的指向性 被引量：4

3

作者 马健 赵扬 +3 位作者 张振振 高岩 孙继华 巨阳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期19-23,共5页

利用理论推导及实验验证的方法研究了激光倾斜入射支持燃烧波时纵波声场的指向性。根据激光超声的产生机理,在喷溅物质垂直作用于工件表面的前提条件下,推导了椭圆形声源作用时远场质点的法向位移。获得了纵波声场的指向性函数,分析了... 利用理论推导及实验验证的方法研究了激光倾斜入射支持燃烧波时纵波声场的指向性。根据激光超声的产生机理,在喷溅物质垂直作用于工件表面的前提条件下,推导了椭圆形声源作用时远场质点的法向位移。获得了纵波声场的指向性函数,分析了影响纵波声场指向性的因素,并进行了实验验证。利用功率密度低于爆轰波点燃阈值的激光烧蚀工件,使用峰值频率为5 MHz压电探头接收纵波,进而获得纵波声场的指向性实验数据,结果表明,实验数据与理论数据能够较好地进行吻合。在光斑短轴长度恒定时,与激光垂直入射相比,各倾斜入射角度下纵波声场的声束轴线指向均保持不变,并且指向性图形随倾斜角度的增加而变得细窄,纵波声场的能量也更加集中。 展开更多

关键词 激光超声 烧蚀机制 激光斜入射 激光支持燃烧波 纵波声场指向性

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基于压电探测判定激光支持燃烧波和爆轰波的点燃阈值 被引量：3

4

作者 高翔 冯国英 +4 位作者 朱海涛 杨火木 唐淳 张凯 周寿桓 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2305-2308,共4页

为了获得激光支持燃烧波和爆轰波的点燃阈值,采用压电探测器检测波长为1 064nm的Nd:YAG激光作用在铝靶表面所产生的应变和冲压。从实验结果观察到压电信号的变化分为3个阶段,分别为光热弹性应变阶段、等离子体增强耦合阶段和激光支持爆... 为了获得激光支持燃烧波和爆轰波的点燃阈值,采用压电探测器检测波长为1 064nm的Nd:YAG激光作用在铝靶表面所产生的应变和冲压。从实验结果观察到压电信号的变化分为3个阶段,分别为光热弹性应变阶段、等离子体增强耦合阶段和激光支持爆轰波对靶表面的压力阶段,并从理论上研究了这3个阶段的激光与靶材料相互作用的机理,从而可以从压电信号是否发生跃变判断出激光支持燃烧波和激光支持爆轰波的点燃阈值,与其它方法所得到结果基本吻合。 展开更多

关键词 激光支持燃烧波和激光支持爆轰波 压电探测 点燃阈值 光热弹性应变

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激光驱动飞片的动量耦合模型研究 被引量：4

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作者 赵翔 苏伟 +1 位作者 李东杰 高杨 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1275-1278,共4页

激光驱动飞片技术在动高压加载和模拟空间高速粒子运动规律等实验中有重要的应用价值。而激光与飞片的动量耦合模型研究是激光驱动飞片技术的重要内容之一,其实质是激光与物质的作用规律的宏观表征。以激光支持爆轰波(LSDW)理论为基础,... 激光驱动飞片技术在动高压加载和模拟空间高速粒子运动规律等实验中有重要的应用价值。而激光与飞片的动量耦合模型研究是激光驱动飞片技术的重要内容之一,其实质是激光与物质的作用规律的宏观表征。以激光支持爆轰波(LSDW)理论为基础,建立了约束条件下激光驱动飞片的动量模型,模型考虑了激光功率密度、脉宽、聚焦焦斑、侧向稀疏波、飞片表面气体参数、飞片面积等因素的影响,比较全面地反映了LSDW对飞片的力学作用特性,理论计算结果与参考文献结果吻合较好,误差不超过25%。 展开更多

关键词 激光 爆轰波 飞片 动量

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激光等离子体对靶冲量传递的实验研究 被引量：2

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作者 朱金荣 杨雁南 +3 位作者 杨波 沈中华 陆建 倪晓武 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期628-632,共5页

针对激光对靶冲量传递问题,提出了悬摆法和光电测速法相结合的测量方法,并应用该技术测量了不同激光功率密度下的激光支持爆轰波对靶产生的冲量,得到了聚焦透镜焦点附近的靶获得的冲量、冲量耦合系数和作用激光功率密度呈非线性关系,且... 针对激光对靶冲量传递问题,提出了悬摆法和光电测速法相结合的测量方法,并应用该技术测量了不同激光功率密度下的激光支持爆轰波对靶产生的冲量,得到了聚焦透镜焦点附近的靶获得的冲量、冲量耦合系数和作用激光功率密度呈非线性关系,且随着作用激光功率密度的增加冲量耦合系数呈饱和趋势,最后根据有关理论对实验测试结果进行了解释。 展开更多

关键词 激光物理 靶冲量耦合 激光等离子体 激光支持爆轰波

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等离子体初始密度对激光支持爆轰波特性的影响 被引量：3

7

作者 李琨 杨美霞 +2 位作者 夏惠君 钟鸣 何衡湘 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2501-2504,共4页

采用守恒元求解元方法,对描述激光支持爆轰波等离子体流场演化的二维轴对称流体动力学控制方程组进行了数值模拟计算,给出了不同时刻点的等离子体压强、密度、温度、速度及对激光吸收系数的空间分布,比较了初始密度不同的情况下等离子... 采用守恒元求解元方法,对描述激光支持爆轰波等离子体流场演化的二维轴对称流体动力学控制方程组进行了数值模拟计算,给出了不同时刻点的等离子体压强、密度、温度、速度及对激光吸收系数的空间分布,比较了初始密度不同的情况下等离子体演化的不同特点。计算结果表明,等离子体初始密度较大时,等离子体对激光的吸收系数较大,为了增强激光能量与靶面的耦合,应合理控制靶面等离子体密度、激光脉宽及脉冲间隔。 展开更多

关键词 激光支持爆轰波 控制方程 数值模拟 时空守恒元求解元方法

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LSDW速度随激光参数和环境气体压强变化规律的实验研究 被引量：1

8

作者 李倩 洪延姬 +1 位作者 叶继飞 文明 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期123-128,共6页

对LSDW速度随入射激光能量、激光聚焦角度和环境气体压强变化的规律进行了实验研究。研究发现,入射单脉冲激光能量越大,聚焦角度越小,环境气体压强越小,LSDW的传播速度越大。实验测量得到的LS-DW速度随入射激光能量、聚焦角度和环境气... 对LSDW速度随入射激光能量、激光聚焦角度和环境气体压强变化的规律进行了实验研究。研究发现,入射单脉冲激光能量越大,聚焦角度越小,环境气体压强越小,LSDW的传播速度越大。实验测量得到的LS-DW速度随入射激光能量、聚焦角度和环境气体压强的变化规律与一维理论公式中体现的规律完全一致。将相同条件下的实验数据与理论结果进行比较后发现,二者在定性上取得了很好的一致性,但在定量上有所差别,因此需要对现有一维理论公式进行修正,以便更深入地研究LSDW的传播演化规律和特性。 展开更多

关键词 吸气式激光推进 激光维持的爆轰波(LSDW) 波速 实验研究

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纳秒激光脉冲烧蚀硅产生的空洞结构 被引量：2

9

作者 吕宽州 张秋慧 韩敬华 《激光杂志》 北大核心 2016年第6期29-32,共4页

纳秒激光脉冲烧蚀硅产生的微纳结构具有广泛的应用前景。激光与硅相互作用过程涉及复杂动力学过程,本文利用1064nm、10ns激光脉冲烧蚀硅产生空洞结构,同时利用相爆炸理论对烧蚀形貌进行分析。研究结果表明:相爆炸使得硅材料发生剧烈的去... 纳秒激光脉冲烧蚀硅产生的微纳结构具有广泛的应用前景。激光与硅相互作用过程涉及复杂动力学过程,本文利用1064nm、10ns激光脉冲烧蚀硅产生空洞结构,同时利用相爆炸理论对烧蚀形貌进行分析。研究结果表明:相爆炸使得硅材料发生剧烈的去除,在烧蚀中心产生深坑,而烧蚀产物在相爆炸的巨大压力作用下,高速飞溅,在坑外侧沉积。 展开更多

关键词 硅 纳秒激光脉冲 相爆炸 电离 激光支持的爆轰波

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激光支持爆轰波点燃阈值的声学判断

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作者 朱金荣 杨雁南 +3 位作者 杨波 沈中华 陆健 倪晓武 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期113-116,140,共5页

不同功率密度的高功率激光与材料相互作用时将发生激光支持燃烧波或激光支持爆轰波的现象。为了获得激光支持爆轰波的点燃阈值,采用了波长为1064nm的激光作用在铝靶表面,产生的等离子体声波的峰值声压与作用激光功率密度间存在跃变阶段... 不同功率密度的高功率激光与材料相互作用时将发生激光支持燃烧波或激光支持爆轰波的现象。为了获得激光支持爆轰波的点燃阈值,采用了波长为1064nm的激光作用在铝靶表面,产生的等离子体声波的峰值声压与作用激光功率密度间存在跃变阶段,并进行了理论分析和实验验证,取得了激光支持爆轰波的点燃阈值,与采用其它方法得到的结果基本吻合。实验结果对了解激光与物质相互作用机理和过程是有帮助的。 展开更多

关键词 激光技术 点燃阈值 激光等离子体声波 激光支持爆轰波

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二元激光等离子体的时空演化机制研究 被引量：2

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作者 赵洋 张雷 +3 位作者 程年恺 尹王保 侯佳佳 白成华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2067-2073,共7页

由于等离子体是激光诱导击穿光谱(LIBS)的光谱源,其内部粒子的分布结构将直接影响LIBS谱线的信噪比,因此研究等离子体粒子分布结构和动态膨胀过程对提高LIBS的定量测量精度具有指导意义。利用时间、空间、波长分辨的双波长差分成像技术... 由于等离子体是激光诱导击穿光谱(LIBS)的光谱源,其内部粒子的分布结构将直接影响LIBS谱线的信噪比,因此研究等离子体粒子分布结构和动态膨胀过程对提高LIBS的定量测量精度具有指导意义。利用时间、空间、波长分辨的双波长差分成像技术分析激光诱导铝锡合金产生的二元等离子体,获取等离子体内各态粒子发射率的时空分布图像,以期探索不同激光支持吸收波(LSAW)类型的等离子体内各态粒子时空分布结构的演化机制。实验通过低、高激光辐照度的脉冲激光,分别构建了激光支持燃烧波(LSCW)和激光支持爆轰波(LSDW)型等离子体。通过观察等离子体的形态、内部结构、粒子分布、粒子寿命,结合元素的物理性质及谱线属性,分析了激光与金属及等离子体之间的相互作用,形成了二元激光等离子体的时空演化机制。结果表明:(1)激光辐照度会改变等离子体的粒子分布结构;(2)低辐照度激光诱导产生的LSCW型等离子体内部有明显的层状分布,激光主要吸收区位于蒸汽等离子体,此时粒子的寿命较短,分布结构主要依赖于元素熔点,低熔点元素会先从难混溶合金表面熔化并析出,分布于蒸汽等离子体顶部;(3)高辐照度激光产生等离子体的传播模型为LSDW型,其内部蒸汽等离子体与冲击气体层有很大的混合区域,激光主要被冲击气体层所吸收,此时粒子寿命延长,分布结构主要依赖于元素的相对原子质量。高激光辐照度会使难混溶合金表面烧蚀区域内的粒子同时汽化,粒子速度与相对原子质量的平方根成反比,即相对原子质量小的粒子飞行速度快,分布在蒸汽等离子体顶部。以上等离子体粒子分布结构的时空演化机制有望普适于其他元素甚至多元等离子体情形。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 激光支持燃烧波 激光支持爆轰波 粒子分布

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多模复合制导武器现状与分析 被引量：13

12

作者 张宏飞 周旭宜 《航空兵器》 2012年第6期24-27,共4页

单一导引模式的导弹常受到战场环境的限制,特别是随着干扰技术的发展,其使用空间进一步受到压缩。发展多模复合制导武器能够满足复杂战场环境的作战需要,提高抗干扰能力,而且具有后勤维护费用低等优点。

关键词 复合制导 毫米波雷达 红外成像 半主动激光 后勤维护费用

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基于数据挖掘的毫米波激光通信性能分析研究 被引量：3

13

作者 王波 何一芥 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第9期104-108,共5页

提以升毫米波激光通信故障识别性能的准确性,缩短诊断时间为目标,提出了基于数据挖掘的毫米波激光通信性能分析方法。利用K-means聚类算法获取影响毫米波激光通信性能数据,选择毫米波激光通信性能信息误差准则函数最小的簇,以空间内K个... 提以升毫米波激光通信故障识别性能的准确性,缩短诊断时间为目标,提出了基于数据挖掘的毫米波激光通信性能分析方法。利用K-means聚类算法获取影响毫米波激光通信性能数据,选择毫米波激光通信性能信息误差准则函数最小的簇,以空间内K个点为中心,实施聚类处理,将与K个点距离最近的毫米波激光通信性能数据归为一类,完成毫米波激光通信性能数据分类,提升数据分类准确性;利用多分类支持向量机训练获取的聚类数据,精准识别毫米波激光通信故障类型。实验证明:检索毫米波激光通信故障信息的精准性高,聚类效果好,故障类型识别准确性高,诊断时间短。 展开更多

关键词 数据挖掘 毫米波 激光 通信性能 K-MEANS聚类算法 支持向量机

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