重复频率激光辐照涂层金属材料的温升

 测量了重复频率YAG激光辐照涂层金属材料(30CrMnSiA钢和LF6M铝金壳体)的前后表面温度, 分析了不同频率激光辐照涂层壳体材料的温升特性。实验结果表明:在相同平均功率的条件下, 激光脉冲频率越高, 对材料的加热效率越明显, 重复频率激光对材料的加热优于连续激光。     

切向气流对激光加热材料的影响

 在重复频率YAG激光加载下，研究了30CrMnSiA钢片分别处于空气自然对流和切向强迫气流环境中不同的温度响应。实验用红外热像仪对靶前表面的温度进行了实时诊断，结果表明，在激光作用下，靶材的温升与靶前表面的对流换热状况有较大的关系，当靶面存在马赫数为0.1左右的切向气流时，材料的温升曲线明显低于靶处于空气自然对流环境下的温升曲线，气流与靶面的对流换热使得材料的激光加工所需能量或功率增加。这与应用热边界层换热动力学理论得到的结论一致。     

激光产生蒸汽羽的干涉研究

 根据拍摄1.06 μm长脉冲钕玻璃激光与LY12铝靶耦合产生蒸汽羽的干涉分幅照片，测出在t<50 μs空气冲击波速度约为473 m/s而蒸汽羽阵面扩散速度约为162 m/s。运用蒸汽羽等离子体的有关热力学特性方程组，得到蒸汽羽等离子体的电子密度、电子温度、电离度和吸收系数的最大值分别为N_e≈3.1×10¹⁷ cm^-1，T≈6 096 K，η≈0.014，α_(1.06μm)≈0.03 cm^-1的结果。     

高速微粒子场的全息诊断技术

本文用全息摄影方法研究了爆炸产物阵面上微粒子场。据高速摄影测试结果表明,产物阵面微粒子约以5000米/秒的速度飞散。着重讨论了全息摄影允许的微粒子运动速度与其它参数关系的计算公式,同轴全息和离轴全息的特点和适应范围以及如何用空间滤波技术获得高分辨率的微粒子图象。     

连续YAG激光辐照涂层45#钢的温升和升温率研究

 计算了激光辐照涂层金属材料过程中温升和升温率。研究了45^#钢表面状况受激光辐照产生的温度响应。给出了相同激光功率密度辐照下,不同厚度靶的后表面温度场分布以及不同激光光斑尺寸对后靶面的温升,并给出了对应的升温率随辐照时间、靶厚度的变化。     

CW-COIL激光束漂移和光斑的诊断

 利用光斑动态分析仪测试技术，对连续波氧碘化学激光器输出的光束不稳定性进行定量诊断，其中包括光束的漂移、低频抖动、光强分布、光斑直径随时间的变化等内容，并初步分析了激光输出不稳定的原因。诊断的结果为激光器的稳定输出及激光—材料实验研究提供了依据。     

激光对红外系统的失效机理和破坏效应研究

 根据红外光学系统的会聚特性，用光学增益方法分析了红外系统中各元件对应的光强分布，确定了位于焦面附近光学元件是激光破坏的易损部件，并提出了强激光对红外系统元件损伤,造成其探测、制导功能失效的硬破坏机理；由红外滤光片、探测器和信号处理电路与入射激光波长的光谱响应分析，提出了弱激光对红外系统干扰，导致其探测、制导功能在激光辐照一段时间内失效的软破坏机理；开展了激光辐照红外系统的失效验证实验，较好地解释了其失效的机理和效应。     

激光蒸汽羽的光楔错位干涉诊断

本文介绍了光楔错位干涉与高速摄影相结合诊断1.06μm长脉冲与靶相互作用产生蒸汽羽等离子体的方法。在平面铝靶厚度1mm,激光脉宽约1ms,平均功率密度约1.2×10~7W/cm^2条件下,首次拍摄了激光与靶耦合产生蒸汽羽等离子体的干涉分幅照片。根据干涉分幅照片,在距离凝聚态靶面不同的截面上,给出了蒸汽羽折射率随径向距离的变化曲线,并得到相应的电子密度约为10^(18)cm^(-3),温度约为4500K的结果。它们都随径向、轴向距离的增加而减少。     

CW-COIL激光辐射锗-硫化铅探测器的实验研究

本文叙述了锗－硫化铅（Ｇｅ－ＰｂＳ）探测器的基本特性。分析了激光辐射锗滤光片使用材料升温的穿透深度随时间的变化。在光斑面积２．４６ｍｍ×３．６９ｍｍ和辐照时间０．８ｓ的条件下，得到连续氧碘激光（ＣＷ－ＣＯＩＬ）辐照锗滤光片的烧蚀阈值为１２４Ｗ和破裂阈值为１７７Ｗ的实验数据。在此基础上，进行了ＣＷ－ＣＯＩＬ辐照Ｇｅ－ＰｂＳ探测器的热效应研究，在光斑直径２．１ｍｍ和辐照时间０．８ｓ的条件下，给出ＣＷ－ＣＯＩＬ使Ｇｅ－ＰｂＳ探测器致盲的阈值为１７Ｗ、永久失效的阈值为１９８Ｗ的实验结果。研究结果表明：ＣＷ－ＣＯＩＬ辐照Ｇｅ－ＰｂＳ探测器的破坏机理是激光加热和热应力联合作用的结果。锗滤光片升温，造成硫化铅探测器环境温度升高，导致其探测灵敏度下降为零是ＣＷ－ＣＯＩＬ辐照Ｇｅ－ＰｂＳ探测器产生致盲的原因。激光辐照功率越高，Ｇｅ－ＰｂＳ探测器致盲、恢复时间就越长，甚至造成永久性的失效。     

全息术诊断激光产生蒸汽羽等离子体

介绍了用脉冲激光全息二次曝光法诊断Q开关钕玻璃激光脉冲与LY12铝靶(φ50×3)耦合产生蒸汽羽等离子体的原理和实验。在打靶激光脉宽约50ns,功率密度约5GW/cm~2条件下,拍摄了激光产生蒸汽羽等离子体的全息干涉图。运用Abel变换和Saha方程,对全息干涉图进行数据处理,得到对激光与物质相互作用机理研究的有用参数。