不同气压背景下激光烧蚀Al靶产生等离子体特性分析

用时间和空间分辨诊断技术研究了脉冲激光烧蚀不同气压环境下金属Ａｌ靶过程中产生的等离子体羽的特性。     

脉冲Nd：YAG激光烧蚀A1产生等离子体特征辐射的机理研究

采用时间与空间分辨光谱测量技术，研究了在Ａｒ气为缓冲气体下，用脉冲Ｎｄ：ＹＡＧ激光烧蚀Ａ１产生等离子体遥发射光谱及其随气压的变化规律，对粒子的激发机理进行了讨论认为特征谱线是由复合辐射为主要机理，并用此结论在一定程序上解释了实验结果。     

脉冲Nd:YAG激光烧蚀Cu产生等离子体总辐射的时空分辨研究

通过时空分辨的光谱测量技术,测定了在环境气压下,Ｎｄ：ＹＡＧ脉冲激光烧蚀金属Ｃｕ产生等离子体的总辐射随时间与空间的强度分布,研究了烧蚀环境气压对总辐射强度的影响,提出了电子碰撞与复合激发模型。     

铝靶三倍频激光烧蚀参数实验研究

叙述了采用时间空间积分晶体谱仪和时间分辨晶体谱仪等探测器测量铝平面靶强激光烧蚀参数的方法，给出了三倍频强激光烧蚀铝平面靶的质量烧蚀速率和烧蚀压。实验结果与收集到的国外数据进行了比较，它们在误差范围内一致。     

激光烧蚀金属靶时气体电离分析

我们使用Ｎｄ：ＹＡＧ激光器烧蚀金属Ａｌ靶获得等离子体,利用光谱时－空分辨技术,关于环境气体分解及其对等离子体辐射特征的影响进行了研究。使用的气体是Ａｒ,Ａｉｒ,Ｎ２。结果发现,在等离子体形成初期,等离子体时－空分辨谱中有大量的环境气体离子谱线。基于Ａｌ等离子体不同激光能量下的时间－空间分辨谱。对激光烧蚀金属靶时气体电离现象进行了分析,对气体分解造成的影响进行了简单的讨论。     

两个冲击波相互碰撞的演化过程

利用阴影成像诊断技术，对激光约束烧蚀所产生的两个冲击波相互碰撞的演化过程进行了研究.通过分析冲击波相互碰撞在时间上和空间上的演化过程发现，当冲击波相互碰撞的时候，两个冲击波本身并不发生相互作用，而是冲击波与烧蚀等离子体之间发生相互作用.     

激光电离飞行时间质谱法研究Al原子与卤代甲烷气相化学反应

利用分子束和飞行时间质谱技术研究了激光烧蚀金属Ａｌ原子与４种不同的卤代甲烷：ＣＣｌ４，ＣＦ３Ｃｌ，ＣＦ３Ｂｒ，ＣＦ４的气相反应，由激光电离飞行时间质谱检测的结果表明，Ａｌ与ＣＦ３Ｃｌ反应生成ＡｌＣｌ，而与ＣＦ３Ｂｒ反应生成ＡｌＢｒ，与ＣＣｌ４及ＣＦ４反应分别生成ＡＣｌ及ＡｌＦ。     

用发射光谱测量激光等离子体的电子温度与电子密度

本文研究以Ａｒ为缓冲气体，用Ｎｄ：ＹＡＧ激光烧蚀固体表面的等离子体。用光学多道分析仪测量了等离子体的时间分辨发射光谱，用一组ＭｎＩ谱线的相对强度计算了激光等离子体的电子温度，根据ＭｇＩ和Ａ１Ｉ谱线的Ｓｔａｒｋ展宽计算了等离子体的电子密度。     

激光烧蚀金属表面产生的发射光谱分析

用观测时间和空间分辨发射光谱的方法研究了脉冲激光烧蚀金属铝靶过程中产生的等离子体羽的特性，计算了其膨胀速度，讨论了大气中等离子体点燃的机制。     

某航天硅基复合材料防静电性能测试研究

高速运动的航空器在其飞行过程中会经历复杂的空间环境,使其静电安全性遭受严峻挑战。针对某型航空隔热瓦硅基复合材料讨论分析了多种防静电性能的评估方法,确定了静电衰减时间作为其防静电性能指标,并采用充电法对静电衰减时间进行了测试研究,获得了该材料在烧蚀前后的静电衰减特性,为评价高速飞行器的静电安全性提供了重要依据。研究结果表明,烧蚀前的硅基复合材料静电衰减时间长,残余电量大;烧蚀后的硅基复合材料静电衰减时间大大减小、残余电量显著降低,防静电性能远好于烧蚀前的硅基复合材料。     

纳秒激光烧蚀冲量耦合数值模拟

为研究激光烧蚀靶产生冲量过程和机理, 建立了一个复杂的一维热传导和流体动力学模型. 以空间碎片常见材料Al为例, 用建立的模型数值计算了纳秒脉宽激光烧蚀靶产生的冲量及冲量耦合系数随时间变化情况. 数值结果和已有的实验数据符合的较好. 数值计算表明: 激光脉冲时间内, 靶获得的冲量随时间迅速增加, 在脉冲时间结束后, 冲量变化随时间趋于稳定; 在冲量耦合过程中, 烧蚀等离子体向真空膨胀, 羽流尺度逐渐增大, 同时吸收入射激光能量, 导致激光与靶耦合的能量降低. 关键词： 激光烧蚀 冲量耦合 等离子体     

强流脉冲离子束辐照靶材烧蚀效应二维数值研究

对强流脉冲离子束(IPIB)辐照Ti靶的烧蚀效应进行了二维数值研究.得到了表面烧蚀物质随脉冲时间的变化关系.得出TEMP Ⅱ 型加速器产生的脉冲束流辐照靶材时引起的汽、液化均是从表面开始、并且汽化过程中表面物质被层层烧蚀的结论.同时，得到中心区的平均烧蚀速度为10m/s 数量级，它远小于产生的烧蚀等离子体的喷发速度.得到脉冲期间靶材内部不同位置烧蚀斑痕形状的时间演化过程，以及束流中含有的离子种类分额不同时IPIB辐照过程产生的不同效果. 关键词： 强流脉冲离子束 靶 烧蚀过程 二维数值模拟     

纳秒脉冲激光沉积薄膜过程中的烧蚀特性研究

研究了高能短脉冲激光薄膜制备的整个烧蚀过程.首先建立了基于超热理论的烧蚀模型，然 后利用较为符合实际的高斯分布表示脉冲激光输入能量密度，给出了考虑蒸发效应不同阶段 的烧蚀状态方程.结合适当的边界条件，以Si靶材为例，利用有限差分法得到了靶材在各个 阶段温度随时间和烧蚀深度的演化分布规律及表面蒸发速度与烧蚀深度在不同激光辐照强度 下随时间的演化规律.结果表明，在脉冲激光辐照阶段，靶材表面的蒸发效应使得靶材表面 温度上升显著放缓；在激光辐照强度接近相爆炸能量阈值时，蒸发速度与蒸发厚度的变化由 于逆流现象将显著放缓.还得到了考虑了熔融弛豫时间及蒸发效应的固-液界面随时间的演化 方程，这一结论较先前工作更具有普适性. 关键词： 脉冲激光烧蚀 热流方程 温度演化 有限差分法     

飞秒双脉冲激光照射金属薄膜的热行为

通过双温方程对飞秒单脉冲与双脉冲照射金薄膜进行了计算模拟分析,得到了金靶的电子温度和晶格温度随着时间空间的变化。在同样激光能量密度下,单脉冲与双脉冲使得金膜温度的变化表明双脉冲使得更多的激光能量渗透到靶材内部,这些能量可以使得烧蚀深度更深,有利于提高激光烧蚀靶材的效率。计算结果显示随着激光能量密度的增加熔化面深度逐渐增加,单脉冲与双脉冲熔化面深度的变化明显不同。在激光能量密度高于损伤阈值附近,单脉冲的烧蚀深度大于双脉冲的烧蚀深度,随着激光能量密度增加,双脉冲的烧蚀深度将大于单脉冲的烧蚀深度。     

Z箍缩丝阵动态烧蚀的二维数值模拟

采用FOI-PERFECT程序对局域欧姆加热主导的动态烧蚀进行了数值模拟研究,定量诊断并比较了烧蚀率、先驱电流和烧蚀时间,考查烧蚀阶段之初的丝等离子体的直径和丝阵的丝数对烧蚀的影响,结果表明,在等离子体流建立后,随丝数或者丝径的增加,烧蚀率增大,先驱电流减少,烧蚀时间减小。     

紫外脉冲激光烧蚀沉积Ta2O5薄膜过程的研究

对３５５ｎｍ激光烧蚀沉积Ｔａ２Ｏ５薄膜的过程进行了研究。由时间分辨四极质谱测得烧蚀Ｔａ２Ｏ５产生的正离子有Ｔａ＾＋，Ｏ＾＋，ＴａＯ＾＋和ＴａＯ２＾＋，中性粒子在Ｏ、Ｔａ、ＴａＯ和ＴａＯ２，并测定了它们的飞行时间谱，在不同压强的Ｏ２气氛下，由测得的时间分辨发光光谱表明，烧蚀产物在向基片飞行过程中发生了氧化反应。对沉积薄膜的组成分析表明，钽及其氧化物在基片上存在进一步氧化过程。     

单脉冲激光烧蚀青铜砂轮等离子体物理模型研究

采用光栅光谱仪测量了单脉冲激光烧蚀青铜金刚石砂轮的等离子体空间分辨发射光谱,计算得到单脉冲激光烧蚀下等离子体电子温度约为5220K,距离砂轮表面0~0.35 mm范围内等离子体电子密度值为0.5×10~(16)~1.8×10~(16) cm~(-3)。建立了单脉冲激光烧蚀青铜金刚石砂轮的等离子体浓度空间分布模型以及等温膨胀动力学方程,仿真结果表明,在一个脉冲时间内,等离子体等温膨胀速度最大值出现在25ns左右,等离子体浓度最大值(1.8943×10~(16) cm~(-3))出现在距离砂轮表面0.05mm处,且等离子体屏蔽作用小,实际烧蚀中可以不予考虑。试验结果与数值仿真结果数量级基本一致,验证了等离子体物理模型的正确性。研究结果对优化脉冲激光烧蚀工艺具有指导作用。     

长脉冲激光辐照下环氧树脂的热烧蚀规律

 研究了树脂基复合材料中常用的E-51环氧树脂在ms级脉冲激光辐照下热烧蚀率及质量烧蚀率的变化规律,分析了脉冲激光的辐照时间、峰值功率密度、重复频率以及脉宽对烧蚀率的影响。研究结果表明：随辐照时间的增加热烧蚀率逐渐增大,但辐照一定时间后,热烧蚀率趋于稳定;峰值功率密度的增加能明显提高热烧蚀率,但随峰值功率密度的增加,热烧蚀率的增幅减小直至趋于一定值;热烧蚀率不随脉冲激光重复频率和脉宽的变化而改变,当峰值功率密度一定时,热烧蚀率一定,质量烧蚀率与频率和脉宽成正比。     

时间分辨质谱法研究激光烧蚀氯化铜的动力学

本文采用时间分辨质谱法研究了３５５ｎｍ激光烧蚀氯化铜的动力学。由四极质谱测得各生成产物离子的飞行时间谱可用不同形式的Ｍａｘｗｅｌｌ速度分布公式拟合，由获得主要的烧蚀中性产物为ＣｕＣｌ，ＣｕＣｌ２，Ｃｕ３Ｃｌ３和Ｃｕ４Ｃｌ２。当激光能量密度增加时，不同产物相对产率的变化并不相同，表明各产物的生成机理存在差异。此外，还对紫外激光烧蚀机理进行了探讨。     

Al和C8H8的激光烧蚀深度测量

 叙述了采用时间积分的晶体谱仪探测不同发次衬底元素离子谱线强度的相对变化外推激光烧蚀深度的方法，获取了Al和C₈H₈的激光烧蚀深度，进而推出了Al和C₈H₈的质量烧蚀速率和烧蚀压。对实验结果进行了分析和讨论。