强激光烧蚀铝靶实验及数值模拟

为研究强激光对金属铝靶的毁伤效应及作用规律,进行了不同能量强脉冲激光烧蚀铝靶实验。采用纹影高速照相技术,观察了激光作用铝靶过程中形成的溅射产物和冲击波流场,获得了不同激光能量作用下铝靶的烧蚀特征。建立了强激光烧蚀铝靶的2维计算模型,对脉冲激光作用铝靶过程进行了数值模拟计算,获得了激光脉冲能量对铝靶烧蚀深度的影响规律。对连续强激光大光斑烧蚀铝靶过程进行了数值模拟计算,对比分析了有重力和无重力作用下烧蚀深度以及烧蚀形貌特征。结果表明,在重力作用下烧蚀深度小于无重力作用下的情况,而烧蚀面积大于无重力作用下的烧蚀面积。      

金属桥箔电爆炸等离子体流场实验研究

为了研究金属桥箔电爆炸等离子体流场特征,进行了金属桥箔电爆炸实验.利用基于纹影摄影技术的双脉冲光源等离子体流场结构测量系统,对桥箔电爆炸等离子体流场进行了照相观测,获得了不同时刻等离子射流和冲击波的物理图像.分析了等离子体流场变化规律,得到了等离子体及冲击波的特性参数.     

激光支持等离子体爆轰波流场研究

采用高速纹影摄影法记录激光支持等离子体爆轰波流场的演化,得到流场冲击波阵面形状和尺寸随时间变化规律。建立激光支持等离子体爆轰波流场演化的物理模型,采用计算流体力学方法模拟计算激光击穿空气后,激光作用时间内及激光作用结束后等离子体流场演化过程。结果表明,纹影摄影法能有效观测到激光支持等离子体爆轰波的传播情况。等离子体爆轰波在激光作用初期为椭球形,随着时间的增加逐渐转变为球形。计算的等离子体爆轰波流场密度分布图与实验结果基本吻合。     

激光靶冲量形成及实验研究

文中分析了激光与靶表面相互作用过程中表面压力的产生和靶冲量的形成，并应用靶摆偏移技术，测量脉宽１５ｎｓ的低能量、高功率ＹＡＧ激光作用于不同材料靶表面的位移，获得了不同作用条件下的冲量以及冲量耦合系数。     

纹影技术综述

纹影技术是一种无接触式光学技术,可以将不可见的相位分布转换为清晰的可见图像。该文将简述多种纹影技术的发展历程及各类纹影技术在国内外的发展现状,然后将阐述彩色纹影技术、激光纹影技术和背景纹影技术的基本光学原理以及各类纹影法在不同领域中的研究与应用,还总结了各种纹影技术在实际操作及其实验模拟等方面的具体应用方法,展示了其在不同领域的极高的普适性,列举了目前纹影技术的一系列优点与不足之处,并指出了纹影法在实际运用中所需要注意的问题。     

背景气体中激光Al等离子体演化的干涉诊断研究

利用自主搭建的马赫-曾德尔激光干涉诊断系统研究了空气压强在1 atm和0.1 atm以及氩气在1 atm下纳秒脉冲激光烧蚀产生Al等离子体的冲击波膨胀和电子密度演化.从测量的干涉图中提取了等离子体冲击波的膨胀轮廓,诊断了等离子体的电子密度.研究结果表明,在空气背景气压为0.1 atm时,等离子体冲击波轮廓和速度都较大;而压强在1 atm时,氩气环境中等离子体冲击波的膨胀速率和轮廓均较小.空气环境在0.1 atm下,冲击波的横向膨胀速度在50 ns时达到了约3.4 km·s^-1,但随着延迟时间的增加快速衰减,5μs后,3种情况下的冲击波均接近声速.此外,空气环境0.1 atm下等离子体空间区域较大,整体电子密度较低;而氩气环境在1 atm下,等离子体空间区域较小,整体的电子密度较高,在300 ns时核心区域电子密度达到了10¹⁸ cm^-3.结果进一步显示了背景气压对等离子体膨胀约束具有主导作用,而压强相同时,氩气环境对等离子体的约束要强于空气环境.     

利用激光实现飞行器推进的概念和关键技术的分析

激光推进是一种新颖独特的推进方法，是由发射技术和航天技术发展起来的先进的推进技术，通过吸收远距离传输的激光能量产生推力，它具有优于现存推进形式的几个明显特点。激光推进涉及到许多方面的研究，仅对激光推进的一些设计思想，特别是对激光推进的关键技术——激光支持的爆轰波进行了讨论。     

激光纹影仪观测传质过程中RBM对流结构

建立以激光为光源的纹影仪装置，用激光纹影仪在线监测不同有机溶剂各种传质过程中产生的RBM（Rayleigh-Benard-Marangon)现象，同时拍摄了传质过程中出现的RBM现象状态，定性分析了不同影响因素的影响，其成果将有助于进一步的理论分析。     

激光推进:一种新型的推进技术

介绍了一种新型的推进技术--激光推进技术,主要从基本概念、国外进展、关键技术等方面对激光推进技术做了简要概述.     

激光在水中产生超声波的实验研究

用ＹＡＧ脉冲激光在自来水中产生超声波，用丹麦制造的水听器接收水中声波，在示波器上显示其波形并分析了产生声波的机理及特征，结果表明，当光源的脉冲宽度为８ｎｓ时，在混响声场中接收到声脉宽约为２ｍｓ；而在自由场中为１￣２μｓ，所以，在理想的情况下，声脉冲宽度应和光脉冲宽度同数量级。     

激光推进中不同状态工质性能综述

激光推进是推进技术研究的一个新兴热门领域。通过调研大量的文献,介绍了激光推进的概念、发展优势,总结分析了气体、液体和固体工质在激光推进中的性能,介绍了依据不同状态工质的特点提高推进性能的两种方法。     

等离子体低压电极孔对点火起爆的影响

针对以低温等离子体点火起爆的脉冲爆震发动机,研究放电区体积不变,低压电极孔对点火触发爆震发展过程的影响. 以丙烷为燃料,空气和纯氧为氧化剂,充分考虑其详细化学反应动力学机理,将低温等离子体放电区等效为高温高压火核,利用Fluent软件,对不同低压电极孔数和直径的5种点火器结构,进行点火起爆过程数值模拟. 结果显示,低压电极孔数多、直径大,初始阶段放电区压力和温度下降快;爆震管内轴向初始火焰体积随低压电极孔面积增大而减小、火焰传播速度变慢,爆震波峰值压力增加缓慢,DDT时间大幅增加;低压电极孔面积越小,越有利于触发爆震;对多循环工作的PDE,需合理设定低压电极孔数和直径,以获得良好的点火起爆特性.      

固体中激光等离子体波前传输特性的研究

根据激光等离子体波前在固体中传播的约束条件，导出固体中激光等离子体波前中远场传播公式，定义了准马赫数。发现固体中激光等离子体波前的马赫数等于该波前相对于电磁声子的准马赫数与电磁声子相对于空气中声速马赫数的乘积，波前传输半径和速度随时间而迅速减小。     

三维多子区激光推进数值模拟的并行设计与分析

针对三维多子区激光推进并行数值模拟问题,基于按子区独立进行区域分解策略,引入物理网格点负载权重,实现了负载平衡.通过提高Cache命中率、优化消息传递、并行写文件等措施,使设计实现了所研究问题的并行化.并在某国产巨型机上对不同算例进行了测试.当并行度为16时,最低加速比高于8.96,实现了采用并行计算加快激光推进机理研究的目的.     

YAG激光辐照下单晶硅表面结构变化的研究

将功率为实20~30W、波长为1064nm的YAG激光束照射在硅样品表面打出小孔,在孔内的侧壁上有特殊的网孔状结构。从分析激光与硅材料相互作用的原理来解释孔内侧壁上网孔状结构形成的原理。通过优化激光加工的条件,使我们获得了稳定的低维量子结构的和较强发光的样品。