长脉冲激光辐照铝靶的一维热熔融

给出长脉冲1.06μm激光对LY12铝板一维热熔融的有效熔融热、激光熔融阈值强度和金相显微分析的结果。得到激光加热与激光热应力联合引起材料破坏的新见解。当入射激光强度I=24～220kW/cm~2时,有效熔融热Q=3.5～57kJ/g,激光熔融阈值强度为10kW/cm~2。     

激光烧蚀Al靶产生的等离子体中辐射粒子的速度及激波

在低真空条件下(5Pa),通过测量脉冲激光烧蚀平面Al靶产生的等离子体辐射谱的时间分辨特征,得到辐射粒子速度的空间分布.在激光脉冲宽度为10ns,烧蚀斑直径为200μm,靶面上功率密度分别为1.91×10¹⁰,5.10×10¹⁰和7.64×10¹⁰W/cm²时,测得辐射粒子Al的速度均在10⁶cm/s量级,且随着靶面径向距离的增大而近似呈指数衰减.在距靶面的相同距离处,激光功率密度的增大反而使速度减小.利用激波模型(shockwave model)较好地解释了实验结果,并得出激波的波面基本为柱对称 关键词： 激光等离子体 平面Al靶 粒子速度分布 激波     

激光照射薄膜靶的微微秒照相

激光等离子体实验中。许多现象是在微微秒和微米范围内发生的。为了研究这些现象,采用微微秒激光脉冲与高分辨率光学相结合的方法可以提供必要的空间和时间分辨率。实验观察是在碘激光系统AsterixⅢ上进行的。碘激光输出波长为1.3μm,脉冲能量最大输出为300J,脉冲宽度为300ps。靶面功率密度为3×10~(15)W·cm~(-2)相应的半能量点的直径为85μm。利用脉冲宽度为10ps的主被动锁模染料激光脉冲,在与碘激光成90°的方向上,拍摄了时间分辨的阴影照片。同以往的方法相比,染料激光系统作了相当大的改进;特别是染料激光脉冲与碘激光脉冲的同步。染料激光脉冲相对于碘激光脉冲的到达时间可以预先选择,其漂移时间为200ps。所拍得的阴影照片的空间分辨率为10μm。从阴影照片可以看出,除了被加速的冷箔材料之外,还观察到“发丝”、“冲击”等的形成以及沿着靶的表面传导等现象。随着激光强度的增加,这些现象变得愈来愈明显。由于在等离子体与靶架之间存在着很高的电位差,所以对于某些放电现象的观察可能更为可靠。用条纹相机定量地测量了2和10μm厚的塑料薄箔条的膨胀。在高强度激光照射下观察了有机玻璃中等离子体云的形成以及由于激光束的冲击所释放出的冲击波。实验和理论计算表明,激光产生的等离子体被充电到10~     

软X射线条纹相机用于激光等离子体辐射温度的测量方法

本文提出了软X射线条纹相机与吸收膜相耦合测量等离子体温度的实验原理与方法,编制了数值计算程序SCC,给出了平面金靶在1.06μm激光(LF—II~=激光装置)作用下,靶面功率密度约10~(14)W/cm~2的辐射温度。并对温度处理中存在的误差,以及把此方法推广到能谱的时间分辨和温度的空间分辨测量中的可能性进行了讨论。     

长脉冲激光辐照LY—12铝靶烧蚀表面的后退速度

用烧穿靶法测量自由振荡长脉冲 1.06μm会聚激光束烧蚀LY-12铝合金靶时间,用电子微量天平、金相显微仪、收集器等测量激光烧蚀铝靶材参量Am和h的技术,给出激光束烧蚀铝靶的烧蚀表面后退速度和烧蚀速度的结果。当烧蚀靶材的激光通量I=10~5～10~7W/cm~2时,烧蚀表面后退速度为0.5～3.8m/s,烧蚀速度为 1～8g/s。     

激光加热Cu和NaF靶产生的1.2keV区X射线转换效率的测量

介绍了激光加热Cu靶和NaF靶发射的在1.2keV区X射线转换效率的测量方法和实验结果。结果表明,在激光辐照功率密度为1×10¹³—1×10¹⁴W·cm^-2条件下,激光波长为1.06μm或0.53μm时,Cu等离子体发射的1.2KeV区X射线的转换率为NaF等离子体的4—5倍;对此两种等离子体,激光波长为0.53μm的X射线转换效率是波长为1.06μm的2倍左右。 关键词：     

对激光等离子体中X射线的产生与辐射加热研究

利用一维辐射流体力学程序MULTI数值模拟研究了功率为1014Wcm2、脉冲宽度为300ps、波长为0.44μm的强激光辐照平面Au靶时产生X射线的过程,给出了X射线转换效率和能谱分布.通过将靶物质划分为对所产生的X射线光学薄的转化区和光学厚的再发射区,得到了作为黑体辐射热源的最佳靶厚度,并给出了辐射加热靶所产生的等离子体的密度和温度的空间分布. 关键词： 辐射流体力学 激光等离子体 X射线转换 辐射热波     

激光作用下环氧/硅树脂复合涂层的1.3μm反射特性研究

利用共轭反射计装置,开展了真空环境中激光作用下环氧/硅树脂双层结构复合涂层的1.3μm反射特性研究,测量得到了涂层反射率随样品背表面温度的变化曲线。通过有限元分析和界面热阻修正得到了反射率随涂层温度的变化关系,探讨了反射率随温度的变化机理。研究结果表明,红外连续激光损伤环氧/硅树脂复合涂层,主要表现为底漆热解引发的鼓包分层和面漆热解导致的烧蚀变色;常温下涂层对1.3μm激光的反射率约为0.80,激光辐照初始时变化不明显,鼓包前后出现波动,测量区涂层鼓包、烧蚀后反射率显著下降,最终保持在一个相对较低值;反射率变化与涂层热解过程、损伤方式密切相关,涂层对1.3μm激光的反射率变化存在3个特征温度,分别对应底漆热解、面漆热解和表面状态趋于稳定时的温度。     

Energy spectra of protons driven by ultra-short laser interaction with thin gold foils

在能量11 mJ、波长744 nm、脉宽120 fs、功率密度6×1016 W/cm2的超短脉冲装置上,开展了超短脉冲激光与2.1 μm和5.0μm金薄膜靶相互作用产生质子束的实验研究.利用Thomson谱仪测量了产生的质子能谱,发现利用2.1 μm金薄膜靶时,质子能谱由于质子源数量不足而在74 keV附近出现单能峰,5.0 μm的金薄膜靶产生的质子计数和能谱均比2.1 μm的金薄膜靶产生的低,主要原因是超热电子穿过薄膜靶时出现的能量损失和几何倾斜降低了电子回流所致.     

单CCD彩色相机激光干扰模型及外场干扰实验

开展了多波段激光(750~970 nm)对彩色CCD成像系统的外场干扰实验,测得了不同辐照条件下对外场1.3 km处彩色CCD成像系统的干扰效果;建立了彩色CCD相机的激光干扰模型,对实验结果进行了理论验证与分析。理论与实验结果表明:强激光对彩色CCD成像系统的干扰效果明显,CCD靶面出现了明显的光饱和和串扰现象,光饱和区域的形成是由激光束进入光学系统后发生衍射效应造成的;到靶激光功率密度越强,CCD靶面光饱和面积越大,激光干扰效果越好;单波段750 nm激光作用下,到靶功率密度为4.2 kW/cm²,CCD靶面的光饱和面积为0.88 mm×0.97 mm;多波段激光(750~970 nm)作用下,到靶功率密度为20.7 kW/cm²,CCD靶面发生全靶面饱和现象;仿真结果与实验结果基本一致,证明了理论模型的正确性。对远场干扰能力计算结果表明:随着干扰距离的增加,到靶功率密度减小,激光干扰效果变差。     

针孔透射光栅谱仪用于线聚焦激光等离子体研究

利用针孔透射光栅光谱仪(PTGS)研究了波长为1.06μm、平均功率密度为2×10¹²W/cm²的线聚焦激光照射Al平板靶所产生的线状等离子体的轴向和非轴向X射线发射(5—200?)的光谱和空间分布特性。文中也就该条件下的线状等离子体作为X射线激光增益介质的有关问题进行了讨论。 关键词：     

靶的厚度对激光产生的x射线输运到靶后能谱的影响

利用一维辐射流体动力学程序MULTI数值模拟研究了功率为10¹⁴W/cm²、脉冲宽度为1ns、波长为0.35μm的短脉冲强激光辐照不同厚度的平面Au靶时，靶厚度对靶背面x射线能谱结构和辐射强度的影响. 关键词： 激光等离子体 辐射流体力学 x射线转换     

激光加热等离子体研究

本文研究了上升时间为毫微秒的万兆瓦量级的钕玻璃激光脉冲与多种含氘材料平板靶之间的相互作用。重点测量了等离子体的中子产额、电子温度和后向反射激光的各种特性(包括反射率、空间、时间及光谱结构)。 关键词：     

芳纶纤维复合材料对激光的吸收特性研究

 利用双积分球光电管系统实验研究了不同厚度的芳纶纤维复合材料在不同强度的1.06μm激光辐照下（低于烧蚀阈值的激光强度）的反射和透射特性，在材料厚度一定时，反射率随着激光功率密度的增加而增加，透射率则呈现指数衰减；激光功率一定时，反射率随着材料厚度的增加而增加，透射率则呈现衰减。通过反射率和透过率可以确定出表面吸收和体吸收的激光能量份额。     

激光等离子体能量角分布及吸收定标律

主要研究激光平面靶等离子体发射能量角分布及吸收定标律。实验利用高斯型1.06μm激光脉冲,其能量为2～50J,脉冲宽度为0.3～2.2ns,靶面平均辐照强度为1.8×1013～1.1x10~(15)W/cm~2,光束以25°角入射。实验采用了Au、Ag、Ti、Al和C_8H_8等厚靶。用等离子体卡计测量靶面吸收的激光能量。用指数函数拟合实验数据,给出了吸收效率分别作为激光强度、脉冲宽度和靶材料原子序数的函数的定标关系式。这些关系式定性地与逆轫致吸收的理论关系式相一致。     

连续波激光辐照下金属材料的二维非线性温度场研究

 建立了连续波激光作用下金属材料动态温升的物理模型和有限元计算模型。并分别计算了在平均功率密度1 kW/cm²、光斑直径28 mm的连续波激光辐照下，30CrMnSiA钢及LD10-CS铝合金前、后表面及内部温度分布。得到了给定条件下，材料动态升温过程，靶前表面达到熔点的时刻，以及不同时刻靶前、后表面的温度场分布。并比较了两种材料不同的温度响应特性和不同反射率对温升的影响。     

中红外DF激光系统宽光谱反射膜的设计与实验测量

报道了目前所做的确定DF激光系统各种宽光谱反射膜性能特性的工作。利用制备的介质金属增强反射镜,由实验获得了DF激光波长为3.8μm时反射率大于99.4％、可见光区和8～14μm红外区平均反射率高于95％的结果。为说明这些反射镜性能,进行了反射率测量和环境试验。     

平面孔靶激光等离子体堵口

以波长为1.06μm的强激光束辐照金平面孔靶,在小孔边缘激光功率密度I为8.3×10~(12)Wcm~2—4.8×10~(13)W/cm~2条件下,由高速摄影获得的堵口图象,推得堵口速度c_T为4.5×10~(?)cm/s—1.0×10~(?)cm/s,定标式为c_T=101(?)。还研究了时间积分的能量透过率。它依赖于小孔直径、激光脉宽和激光能量等。实验还发现,孔靶等离子体X光辐射时间呈双峰特征、空间分布出现 形状的图象。     

纳秒激光对铜靶环形损伤的实验研究

研究了光强环形分布的纳秒脉冲激光对焦前铜靶的损伤形貌随脉冲功率密度的变化规律,发现在不同功率密度下,铜靶的环形损伤中,凹、凸纹的空间周期及凹凸对比度,随脉冲能量显著变化.使用熔融、蒸发、等离子体吸收和屏蔽及冲击硬化的观点,定性地解释了不同脉冲能量激光作用下烧蚀区不同形貌的成因.     

蒸汽羽等离子体对入射激光吸收的研究

继用高速摄影技术对自由振荡钕玻璃激光与Ly12铝靶相互作用产生的蒸汽羽的传播及其特性进行研究之后,又定量研究了它的吸收屏蔽效应。实验表明,在0.7～1.6×10~7W/cm~2的激光功率密度下,其光学厚度最高可达1.2。蒸汽羽等离子体对入射激光的吸收与辐照靶的功率密度成正比,在距靶面3mm处比9mm处吸收强。实验获得了吸收随序列尖峰脉冲时间的变化曲线。