激光与红外

作者：张兴强

单位：湖北汽车工业学院数理与光电工程学院,湖北 十堰 442002；

关键词：激光等离子体推进;激光碳等离子体;等离子体发育;形态演化

基金：[JP2]湖北省教育厅科研重点项目基金项目(No.D20102002)；湖北汽车工业学院博士科研启动基金项目(No.BK200919)资助。

激光等离子体推进是未来航空航天领域极具应用前景的前沿技术之一,而激光等离子体的形态演化成为激光等离子体冲击波推进的必要条件。本文基于激光等离子体形成的基本理论,模拟了激光碳等离子体的形态参数。之后利用波长为1064μm、脉宽约10ns的Nd∶YAG激光器等设备研究了不同激光功率密度下碳等离子体的形态参数,测量数据证实了理论结果。此外,由彩色数字摄像机拍摄的图像表明,当激光器的工作电压从700 V上升到1100 V时,观察到激光碳等离子体从发育不全到充分发育,再到发育过度的演化过程。因此,激光碳等离子体充分发育的条件是:激光器的工作电压调节到850 V,平均输出能量达1571mJ,功率密度为445×109W/cm2。因等离子体的发育程度关系到激光等离子体冲击波的传播及作用,其研究成为激光等离子体冲击波推进的重要环节。

来源：2022年第5期

《激光与红外》期刊编辑部

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