连续激光辐照ZnSe/MgF2/K9滤光片的透射特性研究

分析了连续激光辐照ZnSe/MgF2/K9滤光片引起透射特性的变化。在室温条件下,用波长0.632 8μm激光作为探测光束,测量了1.06μm连续激光辐照ZnSe/MgF2/K9滤光片温升引起薄膜折射率的改变,导致探测光束通过干涉滤光片后透过率的热致非线性变化。在光斑直径0.75mm条件下,测量了不同功率激光辐照ZnSe/MgF2/K9滤光片引起温升随时间的变化。在激光功率30W,辐照时间2.52s条件下,实验观测到ZnSe/MgF2/K9滤光片薄膜破坏温度约为90℃,辐照时间10s时干涉滤光片形成的薄膜龟裂形貌。     

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。     

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。     

红外系统后向反射光的光强研究

根据衍射光学理论分析了红外系统后向反射光强的分布,反射区域可以分成近场传输区域、菲涅耳衍射区域和夫琅和费衍射区域。在菲涅耳衍射区域内,反射光斑中心光强是呈明暗变化的,反射光斑中心光强在0～1km内剧烈振荡,1～3km之间达到峰值,然后随传输距离的继续增加,反射光斑中心光强逐渐减小。在夫琅和费衍射区域内,光斑图像中央是亮光斑,周围环绕着明暗交替的圆环。     

1.06μm连续激光辐照TiO_2/SiO_2/K_9薄膜元件温升规律研究

利用1.06μm连续激光在不同强度下辐照TiO2/SiO2/K9薄膜元件,实验中用红外热像仪测量激光辐照在TiO2/SiO2/K9元件表面引起的温升随时间的变化,通过数据处理,获得激光辐照区域最高温度随辐照时间的增加而增加。同时,给出材料温升随材料发射率的变化关系。并用程序模拟不同激光强度下薄膜温度场的分布,通过实验测量数据校正数值模拟计算结果,给出TiO2/SiO2/K9薄膜元件温度随激光辐照强度和辐照时间的变化规律。并且获得在薄膜厚度方向:薄膜表面温度最高,基底与薄膜接触处温度最低;沿径向:激光辐照中心温度最高,边沿温度最低。     

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。     

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。     

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。     

激光辐照下金属靶表面汽化现象研究

用高速纹影诊断技术研究激光辐照下金属表面发生汽化的特征及蒸气发展运动过程,结合汽化模型给出了凝聚相表面温度与激光入射功率密度的关系。由实验得到了不同入射激光功率密度下汽化表面(凝聚相)温度,蒸气羽阵面速度,前驱空气冲击波速度。