玻璃钢经激光碳化后对微波传输影响的计算——玻璃钢的激光碳…

本文利用二氧化碳激光对新型复合材料４５０１Ａ型玻璃钢烧蚀实验结果，对碳化物及热解物的参数进行拟合，应用电磁波传输的网络理论建立分层介质模型，对玻璃钢碳化前后的微波传输性能进行了数值模拟，得到了与实验接近的结果。结合实验结果分析了介电常数、电导率及损耗角在微波传输中的作用。     

玻璃钢的二氧化碳激光碳化实验研究──玻璃钢的激光碳化破坏研究之一

本文介绍了利用二氧化碳激光器对新型复合材料４５０１Ａ型玻璃钢进行烧蚀实验，测量了烧蚀失重、碳化热和碳化深度，并对玻璃钢的碳化物、烧蚀物进行红外散射谱分析。作为碳化破坏对微波传输影响的直接相关量，我们利用微波矢量网络分析仪对８．２～１２．４ＧＨｚ微波的传输特性进行了测量，得到了透射率、插入相移随能量密度的变化。     

玻璃钢的二氧化碳激光碳化实验研究——玻璃钢的激光碳化破…

本文介绍了利用二氧化碳激光器对新型复合材料４５０１Ａ型玻璃钢进行烧蚀实验，测量了烧蚀失重，碳化热和碳化深度，并对玻璃钢的碳化物，烧蚀物进行红外散射谱分析，作为碳化破坏对微波传输影响的直接相关量，我们利用微波矢量网络分析仪对８．２～１２．４ＧＨｚ微波的传输特性进行了测量，得到了透射率，插入相移随能量密度的变化。     

3．8μm激光对玻璃钢的碳化破坏研究──玻璃钢的激光碳化破坏研究之二

本文介绍了３．８μｍ激光器对新型复合材料４５０１Ａ型玻璃钢进行的烧蚀实验，为了便于对照二氧化碳激光碳化的实验结果，利用微波矢量网络分析仪采用两种测试方法对８．２～１２．４ＧＨｚ微波的传输特性进行了测量，得到了透射率、插入相移等参数。同时也发现，严重的烧蚀损失会降低对微波传输的影响。     

3.8μm激光对玻璃钢的碳化破坏研究：玻璃钢的激光碳化破坏研…

本文介绍了３．８μｍ激光器对新型复合材料４５０１Ａ型玻璃钢进行的烧蚀实验，为了便于对照二氧化碳激光碳化的实验结果，利用微波矢量网络分析仪采用两种测试方法对８．２－１２．４ＧＨｚ微波的传输特性进行了测量，得到了透射率、插入相移等参数。     

超短脉冲激光对透明材料的破坏

基于固体的能带理论和能量守恒原理建立了一个描述激光与非金属材料作用时载流子随时间空间变化的理论模型。讨论了材料的破坏阈值、烧蚀深度与激光脉宽、波长和强度之间的关系,同时也讨论了破坏阈值、烧蚀深度与材料禁带宽度等特性之间的关系。讨论了多光子电离、隧道电离和雪崩电离在激光对材料破坏过程中的不同地位,理论结果表明,光电离在超短脉冲激光对非金属材料破坏过程中对破坏阈值的影响最大。     

玻璃钢激光烧蚀碳化致微波传输衰减的数值模拟

当激光辐照玻璃钢烧蚀碳化至一定程度时,产生的树脂碳产物对微波传输产生衰减作用。针对该现象,开展了数值建模研究,将激光辐照-微波传输衰减效应分解为激光辐照、材料热响应、提取模型表征量、微波传输衰减分析等过程。通过玻璃钢材料的激光耦合特性和表面温度测试,对建立的玻璃钢层合板激光辐照温度场计算模型进行了验证;通过材料体温度分布的时间演进分析,提取了网格单元温度超过阈值温度的持续时间加权和S_{t, Tc}、网格单元温度超过阈值温度的持续时间与温度乘积的加权和S_{Tt, Tc}两个模型表征量,采用单个实验数据标定系数、整体数据点匹配分析方法,对微波传输衰减实验与数值模拟结果进行了分析。分析结果表明,S_{t, Tc}比S_{Tt, Tc}更适于表征玻璃钢烧蚀碳化致微波传输衰减效应,温度阈值为873 ℃时计算结果与实验结果最匹配,其R2为0.9956。这说明,通过计算激光辐照玻璃钢温度响应并提取微波传输衰减效应表征量S_{t, Tc},可实现对玻璃钢激光烧蚀碳化致微波传输衰减效应的模拟和预测。     

YAG连续激光对玻璃钢材料的破坏效应研究

文中主要采用ＹＡＧ 连续激光对玻璃钢材料进行了实验研究，通过实验总结了以环氧树脂玻璃钢材料的破坏机制：主要以烧蚀为主，靶面经激光辐射环氧树脂首先出现热解，随后激光能量继续传入靶材深层将玻璃纤维烧熔、烧断最后形成碳化，同时用波导法对玻璃钢材料在不同激光功率密度下烧蚀后对透过率的影响进行了测量。     

高功率激光对光学介质薄膜破坏机理的研究进展

本文综述了高功率激光对光学介质薄膜破坏的几种机理,着重阐述了激光等离子体及其扩展时产生的冲击波对光学介质薄膜的破坏作用.     

激光对光伏探测器真空破坏的实验研究

为了进一步研究激光对光电探测器的损伤破坏特性,以损伤面积和开路电压的变化为判断标准,实验研究了真空环境与大气环境中,脉冲激光辐照对光伏型探测器的破坏特性。选用无覆盖层的2CR 10×2.5四象限硅光电池作为探测器试件,辐照光源为波长1064nm的Nd:YAG脉冲激光器。分析讨论了真空及大气环境下,单脉冲及多脉冲激光打击时,光伏型探测器的破坏阈值及破坏形貌的区别及其成因。实验分析比较了不同环境下的破坏面积异同及其对光伏型探测器的影响。结果表明,真空环境中的破坏阈值明显低于大气环境,在本文中的实验条件下,其实际阈值约为大气中的40%。该研究在光电对抗及有效防护等方面有重要意义。     

对“爱国者”导弹发动机激光破坏的计算分析

导弹主动段飞行时，固体发动机壳体受到燃气内压、发动机推力等载荷的作用，在此情况下，如又受到连续激光的辐照，在热－ 力联合作用下，发动机壳体有可能出现局部断裂，发生爆裂型破坏。文中以美“爱国者”导弹固体发动机为研究对象，对其燃烧时壳体受连续激光辐照的破坏效应进行了有限元计算，分析了改变激光光斑直径与激光功率密度对导弹固体发动机壳体破坏的影响。     

利用微波调制激光技术测速的实验研究

为了验证微波调制激光技术进行速度测量的可靠性,构建了一套通过微波调制激光技术测速的实验系统。利用激光作为载波,微波作为模拟调制信号对激光信号进行强度调制,光电探测器对信号光强度进行直接探测。利用射频电路,获得多普勒频移数据反演发射端和接收端相对运动速度。同时通过测量运动距离和时间计算平均运动速度,作为第三方数据,用于与微波调制激光技术测速的数据进行比较。理论分析了这套系统的原理并对其进行了实验验证。实验结果表明,利用微波调制激光技术测速的数据与第三方数据平均偏差小于2.0%,符合性好。     

激光等离子体对微波反射频移影响的实验研究

用频谱分析仪测量了微波被激光等离子体反射的频率,得到反射波的频率与入射波的频率明显不同,研究了在等离子体膨胀和熄灭两种情况下激光功率密度与入射波频率对反射波频移的影响并分析了产生频移的原因。结果表明:在等离子体膨胀和熄灭过程中,微波反射信号频移的最大值随激光功率密度的增加而增加;随入射微波频率的增加而减小。     

激光清洁对微波印制板键合性能的影响

采用纳秒脉冲式紫外激光清洁微波印制板引线键合焊盘,阐述了激光清洁焊盘的基本原理,对比了清洁前后的形貌,开展了焊盘上金钉头凸点抗剪切强度和楔焊金丝破坏性拉力进行测试.研究结果表明:激光清洁在不损伤焊盘基体的情况下,去除焊盘表面多余物,修饰表面形貌,金钉头凸点剪切强度和自动楔焊金丝拉力均得到提高.     

海面水雾对激光传输的影响分析

为了研究水雾对激光传输的影响,采用理论分析与设备实测相比对的方法,对水雾的近红外消光特性进行了理论分析和实验验证,取得了海洋环境雾天不同能见度条件下的激光大气传输衰减特性测量数据及同等试验条件下的模拟计算对比数据。结果表明,海洋环境下,水雾是影响激光大气传输的主要因素,其消光系数量级在10-1km-1或100km-1,水雾对激光传输的衰减是大气分子散射和吸收所引起衰减的十几倍甚至几十倍;结合实测数据对经验常数C进行了修正,得到基于能见度的1.06m激光在海雾中衰减的经验公式。所得结果对科学评价激光对抗装备远场效能具有参考意义。     

云雾对激光后向散射特性试验研究

激光具有单色性好、相干性强、准直性高以及高亮度、大功率等特点,在通信、航天、遥感、测距和监测等多领域得到了广泛应用.但是,激光容易受自然环境的影响,尤其是云雾天气.激光在云雾中传输时会受到云雾的衰减、散射等作用,基于云雾的多变性,研究的试验条件很难满足,难度较大.文中重点论述了云雾的物理特性、激光与云雾的作用机理和云雾对激光的后向散射特性:利用激光回波信号高速数据采集及存储系统,对云雾的后向散射回波信号进行实时采集,并采用数字信号处理软件对采集的激光回波信号进行统计分析,验证了云雾对激光后向散射特性的理论分析结论,并对云雾和目标的反射统计特性进行了初步分析.     

基于高温原位观测的高速风洞内强激光诱导的瞬态破坏行为研究

建立了一种适用于强激光辐照面的高温原位观测方法,并开展了高速风洞内的激光辐照实验,获得了典型金属材料与复合材料在超声速切向气流条件下的瞬态烧蚀与破坏行为;此外,基于Horn-Schunck光流法分析了各典型材料的烧蚀特征与质点的运动速度,基于粒子图像测速法并结合复合材料铺层结构特征获得了瞬时烧蚀速度。研究结果表明,各材料的动态烧蚀行为有很大差异：在切向气流作用下,熔融态钛合金的流动模式从燕尾状转变为羽翼状,而镍基高温合金则呈雨滴状流动。基于Kelvin-Helmholtz机制分析了切向气流作用下不同金属材料击穿时间存在差异的原因。超高温陶瓷复合材料的热化学烧蚀和机械剥蚀特征与编织结构类型密切相关,并且高激光功率密度条件下的抗激光烧蚀性能与碳纤维含量成正比。     

激光等离子体丝阵列对10 GHz微波传输特性的影响

为了研究飞秒激光等离子体丝阵列对10 GHz微波传输特性的影响,利用COMSOL软件构建了飞秒激光等离子体丝阵列与微波相互作用的数值仿真模型,研究了等离子体丝阵列参数、等离子体特征参数、阵列层数对微波反射率和透射率的影响。数值结果表明:当微波的电场方向垂直于等离子体丝轴向时,无论微波相对于丝阵列的入射角如何变化,丝阵列对微波完全没有影响。增加丝的直径或者电子数密度、减少阵列间距或者电子温度都可以使反射率增加,透射率减小。光丝直径为500m,阵列间距为1 mm的等离子体丝阵列对10 GHz微波反射率最大可达到0.88,此时等离子体的特征参数为ne=11023 m-3,Te=0.3 eV。当增加丝阵列的层数时,透射率减小,最终趋近于0,而反射率则保持不变。该研究结果对飞秒激光等离子体丝阵列屏蔽干扰微波具有重要意义。     

等离子体冲击波效应对飞秒激光烧蚀面齿轮形貌的影响研究

利用烧蚀阈值理论,研究飞秒激光对面齿轮的烧蚀特征,得到了面齿轮的烧蚀阈值。建立烧蚀模型,计算仿真了飞秒激光在单脉冲与多脉冲烧蚀过程中的理论宽度与深度。利用等离子体冲击波传播半径随时间变化的规律,耦合飞秒激光多脉冲烧蚀时的表面残余温度变化,得到等离子体冲击波的动态反冲压力机理图,并得到飞秒激光加工过程中,等离子体冲击波动态反冲压力对烧蚀的凹坑形貌以及扫描隧道与烧蚀平面形貌变化的影响。通过试验验证飞秒激光对面齿轮进行隧道扫描时,随着扫描速度的增加,隧道的直线度降低。高功率条件下,增加相邻扫描道扫描间距,烧蚀后的齿面精度更高。     

激光对PIN结光电二极管热破坏机理的研究

就高功率激光对ＰＩＮ结光电二极管因热效应引起的硬破坏过程进行了理论和实验研究．提出激光的热效应与伴随等离子体扩展时向外喷溅形成的冲刷效应是导致硅光二极管被破坏的主要原因。得到了Ｑ开关ＹＡＧ激光与ＰＩＮ结光电二极管器件相互作用时的热分布、最高温度表达式和对应的实验结果。