脉冲激光数字全息技术测量微形变

采用脉冲激光数字全息技术研究微小物体的三维形貌或形变等瞬态过程,实现应力场、流场及冲击波等超快物理现象的可视化诊断。通过对离轴数字全息中物参光夹角与CCD相机像素尺寸关系的理论分析,建立了小物参光夹角的脉冲激光离轴数字全息系统。该系统将单脉冲激光分成三束,通过调节光路中的反射镜,实现测试光与金属箔烧蚀光之间的时间同步,获得了激光烧蚀金属箔形变的动态图像,有助于研究短脉冲激光烧蚀金属靶产生的冲击波对物质微结构的影响。     

毛细管放电X光激光装置电源研制

利用毛细管放电产生X光激光,要求有重复频率的预-主脉冲对气体放电。文中介绍了用IGBT作为主开关和高压脉冲变压器升压的方式产生预脉冲,实现对预脉冲的脉冲宽度调节;用谐振充电、氢闸流管作开关和磁脉冲压缩技术产生主脉冲,主脉冲具有快前沿、窄脉宽、大电流和高重复频率等特点。整个系统由工控计算机和数据采集控制卡自动控制。     

脉冲激光在板状介质中的爆轰破坏

本文从激光作用时间内介质存在“假膨胀”的假设出发，采用圆柱模型研究了脉冲激光在板状介质内部产生的爆轰破坏机理。文中认为，当固体介质为各向同性且为板状时，可采用圆柱轴对称模型，并将激光作用点置于圆柱坐标系的原点。脉冲激光作用时，介质吸收光能导致圆柱体内压力增大，但在激光作用时间内体积不变，从而得到介质产生的压力脉冲的迁移效应。对位移波方程应用Ｌａｐｌａｃｅ变换和Ｆａｒｔｏｎｇｅｎ定理得到了位移波的解析解。     

激光驱动飞片的研究

报道了用商用石英光纤耦合光电器输出的脉冲激光来加速铝膜形成飞片，用激光速度干涉仪测量了飞片的飞行速度历史，得到了飞片的一些特性。     

高功率激光对激光同轴全息测量粒子场的影响

在激光同轴全息测量粒子场的实验中,经常使用的光学传像系统能起到扩大工作距离和调整测试系统空间分辨率的作用。但是在利用高功率脉冲激光作为照相光源时,经传像系统传像后的夫朗和费全息图上所记录的粒子中心出现了由暗纹变成亮纹的反常现象。产生这种现象是由于激光经传像系统实焦点处聚焦击穿空气产生等离子体,等离子体吸收物场的参考光,导致参考光无法到达干板上与物光产生干涉。针对此问题提出了对传像系统实焦点抽真空的方案,解决了该问题,得到了理想的全息图。     

气流激光的增益、强度和功率理论

在速率方程中唯象地引进粒子的热速度分布,求得气流激光的增益、强度和功率诸关系.均匀加宽为主时本文关系与文[1]的理论结果一致,流速为零时简化为非流动气体激光的熟知关系~[4]. 分析中考虑了镜子反射率变化、光腔上游气体激励度随时间而变化的影响.对连续和脉冲CO_2气动激光进行了具体计算.     

脉冲激光技术在温密物质和动高压物理实验研究中的应用

综述了脉冲激光技术在温密物质和冲击波实验研究中应用的方法和意义,对建立温密物质状态和测量温密物质参数的各种方法进行比较。综述了国内外利用脉冲激光技术开展动高压物理实验研究的进展,介绍了测量超短脉冲激光引起的冲击波传播时间的新方法     

用在激波管风洞光学测量中的氩离子激光光源

本文报告了用在激波管风洞中光学测量用的,高重复频率短脉冲,A_r~+激光光源的研制结果。把激光调制成一组高频短脉冲的光脉冲组输出,是采用了高频脉冲电流组驱动A_r~+激光器的方法。这台光源用来作为激波管风洞中光学显示仪器(阴影仪、纹影仪)的光源,提高了仪器的灵敏度,同时也是干涉仪用的良好的光源。此外还可用来作为模型自由飞测力和动导数量用的闪光光源。其性能如下。发光器件:A_r~+缴光器; 光谱范围:4880A°、5145A°等六条谱线; 工作频率:1千赫/秒——5千赫/秒;或单次光脉冲输出; 组脉冲宽度:10毫秒左右(易于任意调节); 单脉冲宽度:约5微秒; 光脉冲能量:单个光脉冲光能,足使24°定胶片在φ20mm的面积上感光黑度大于1.0以上。本文报告的电源系统,除了可以驱动离子缴光器以外,还可以用来直接驱动脉冲氙灯、氪灯等光源,其最高重复频率也达5千赫/秒,单脉冲宽度也在微秒的量级。这样就提供了一个大面积高速摄影用的频闪照明光源,其用途就更加广泛了。文中提供了有关光源性能的测试的示波照片,以及在激波管风洞中应用,拍摄的流场显示照片和模型自由飞的轨迹照片共14幅。提供了调制驱动电源的线路设计图和有关电路图。      

美国激光驱动X光背光源研究综述

激光驱动X光背光技术伴随着高功率激光技术和ICF的发展而发展，它既与激光装置性能密切相关，也与不断升级的物理需求相联系。介绍了美国激光驱动X光背光源发展的两个阶段，对每个阶段的主要研究内容和应用情况进行了详细的总结和分析，对PTS装置上激光驱动X光背光源的激光装置设计提出了要求，并对激光驱动X光背光源的研究提出了建议。     

X光转换靶区物理现象研究

描述了束靶作用产生X光的同时伴随有回流离子、回流颗粒的产生及对加速器品质的影响;利用激光干涉法测量等离子体(回流离子)的性能参数,得到靶前等离子体的密度为1022/m3;利用高速分幅相机测量回流颗粒运动速度为2～4km/s,根据该结果,设计3种快门阻挡回流颗粒;最后给出多脉冲下X光转换靶的物理设计,即泡沫靶和叠靶(复合靶)。     

机械合金化法掺杂镍的碳质中间相结构及其高温摩擦磨损特性研究

采用机械合金化法在煤焦油沥青碳质中间相中掺杂元素镍,借助X射线衍射仪和激光Raman光谱仪研究了掺杂元素前后中间相的结构变化,利用SRV高温摩擦磨损试验机考察了机械合金化法掺杂元素镍的碳质中间相作为润滑油添加剂的高温摩擦磨损性能.结果表明:机械合金化掺杂元素镍后,中间相的结晶有序度下降、微晶石墨平面尺寸减小,表明机械合金化掺杂镍促使中间相向无定形结构转变;碳质中间相作为添加剂具有高温减摩抗磨效应,与原始态或高能球磨处理的碳质中间相相比,采用掺杂镍的碳质中间相作为添加剂时,其高温减摩抗磨效应更为明显且持续时间更长;碳质中间相的高温减摩抗磨效应与高温摩擦机械作用诱发的平面石墨微晶尺寸增加幅度有关.     

红宝石脉冲激光动态光力学方法研究与进展

本文提出了瞬态图像采集技术和电磁脉冲加载装置。应用红宝石脉冲激光光源,介绍了动态全息光弹性、动态散斑干涉、动态云纹干涉、水下爆炸全息干涉、动态电子散斑干涉和动态数字散斑相关等多种方法的测试原理和测试技术。为动态位移场、应变场和应力场的定量分析提供了广泛的应用前景。     

飞秒激光辐射纳米薄膜脱附的能量输运机理研究

从微观能量传输角度,对飞秒脉冲激光的辐射传热及其产生的金属薄膜吸附层分子脱附过程的能量输运机理进行了研究。以非平衡态传热和随机过程理论为基础,建立了描述吸附分子脱附过程的数学模型;并分别对单脉冲与双脉冲飞秒激光辐射下,金属Ru基体表面层的电子和声子的温度分布、吸附层分子CO的脱附概率分布进行了数值模拟。其结果与实验规律相符,为飞秒脉冲激光应用于微机电系统中杂质脱附提供了重要信息。     

近40年光力学进展的回顾

近40年来,由于激光的出现,使光力学测试的理论和技术有了快速的发展,测试技术丰富多彩。特别是数字图像处理硬件和软件的飞速发展,使光力学方法成为了常规的技术,在基础研究的探索和解决工程实际问题中,都发挥了重要的作用。本文对该阶段的主要进展,做一个简要的回顾。上世纪60年代激光的问世推动了光测实验力学的发展;70～80年代光测方法的发展着重于信息获得方面;90年代以后,数字图像处理技术的迅速发展,在信息提取的能力方面有了质的变化。如今,光测实验力学不仅灵敏度大大提高,而且已发展为常规的测试手段和现场测试技术。     

红宝石脉冲激光动态光力学方法研究与进展

本文提出了瞬态图像采集技术和电磁脉冲加载装置。应用红宝石脉冲激光光源,介绍了动态全息光弹性、动态散斑干涉、动态云纹干涉、水下爆炸全息干涉、动态电子散斑干涉和动态数字散斑相关等多种方法的测试原理和测试技术。为动态位移场、应变场和应力场的定量分析提供了广泛的应用前景。     

基于激光干涉测量的液体高脉冲压力校准

针对压电式高压传感器等的幅值灵敏度脉冲压力校准中的量值溯源问题,将一种基于牛顿第二定律的液体脉冲压力激光干涉测量方法用于落锤式液体高脉冲压力校准装置。通过质量块的动力学建模以及激光干涉测量质量块的加速度,得到脉冲压力幅值大小,使脉冲压力幅值能溯源到时间、长度与质量等基本量。通过对压力和加速度分布不均、摩擦力等影响进行理论与实验分析,压电式压力传感器幅值灵敏度校准不确定度得到了完整评估。激光干涉法液体脉冲压力校准装置压力幅值覆盖（10~500）MPa,扩展不确定度在1.8%以内。     

激光引爆起爆药的机理及其爆轰流场的干涉法研究

本文从实验上研究小型脉冲YAG激光引爆或引燃起爆药的可能性;在理论上,从激光热引爆的机理简述了激光引燃或引爆的判据。并采用大口径长程FP型干涉仪,外调制序列脉冲激光源和高速记录装置,获得了起爆药爆轰流场和燃烧温度场的时间序列干涉图,定量计算了爆轰冲击波的传播速度。     

用于ICF的三种典型光学玻璃的AFM纳米划痕行为研究

本文作者通过原子力显微镜,以球形金刚石针尖作为对摩副,在大气环境下对磷酸盐激光玻璃、K9光学玻璃、熔融石英玻璃三种用于ICF系统的典型光学玻璃的纳米划痕行为进行了定量研究.结果表明:随着载荷的增加,三种玻璃的摩擦系数均表现为先保持恒定再剧烈上升的变化趋势.这是由于随着载荷的增加,摩擦机理由界面摩擦主导逐步转变为犁沟摩擦和界面摩擦共同主导所致.在相同的法向载荷作用下,磷酸盐玻璃的摩擦系数最高,K9光学玻璃次之,熔融石英玻璃的摩擦系数最小,这与三种玻璃的机械性能以及它们的表面亲水性密切相关.在相同的载荷下,磷酸盐玻璃和K9玻璃的划痕损伤表现为材料凹陷和堆积并存,而熔融石英玻璃的划痕损伤仅表现为划痕区域明显的凹陷变形.在所有载荷下,熔融石英玻璃的划痕残余深度均略高于磷酸盐玻璃;K9玻璃在低载时的划痕深度在三种玻璃中最大,中载时居中,而高载时最小.不同载荷下玻璃表层的机械性能、塑性流动方式以及其致密化程度都将对最终的划痕残余深度产生影响.     

单壁碳纳米管在癌症激光热疗中的热分析

为了研究单壁碳纳米管(SWNTs)在癌症热疗中的应用,本文采用ANSYS软件并进行二次开发,建立了表面随机分布SWNTs的癌细胞生物组织的三维有限元模型;对该模型进行了激光作用下的热分析,并将结果与已有的多壁碳纳米管(MWNTs)相关实验进行了对比;通过数值算例研究了SWNTs的数量、形态参数、激光强度等因素对其瞬态温度场的影响。结果表明:溶液温度随MWNTs数量和时间的增加而增加,且两者的变化趋势是一致的;细胞的中心瞬时温度随SWNTs的数量、长度、半径、激光强度的增加而增加,且均表现为线性增长。     

激光辐照固体推进剂材料的冲量耦合机制分析

利用流体反应动力学编码对火箭推进剂材料的脉冲激光点火过程进行了一维数值分析,并对计算结果进行了分析和讨论。初步分析结果表明,火箭推进剂材料的激光冲量耦合增强机制较为复杂,包含两种主导机制,并受推进剂组分及其物理性质、激光参数等多因素影响。