m=0角向模表面波等离子体柱天线辐射特性

根据表面波在非磁化等离子体柱中的色散关系,理论计算得到存在电子-中性原子碰撞、径向与轴向等离子体密度非均匀分布条件下m=0角向模表面波波矢实部与虚部随信号频率、等离子体密度的变化关系.然后利用波矢的实部与虚部、等离子体柱天线表面指数分布电流模型、等离子体阻抗,推导得到等离子体柱天线的辐射方向图随信号频率、等离子体密度的变化关系;最大增益、天线辐射阻抗随信号频率的变化关系;天线径向能量辐射随等离子体密度的变化关系.理论计算结果表明等离子体柱天线辐射方向图随信号频率、等离子体密度的改变而变化非常明显,信号频率对最大增益、天线辐射阻抗的影响显著;同时,这些理论计算结果与他人实验实测结果吻合,这对于设计高精度要求的等离子体天线提供了重要的理论参考价值.     

时变等离子体与电磁波相互作用研究

通过实验验证了时变等离子体对电磁波产生的调制,证明了该调制的频率与等离子体变化频率保持一致,该调制本质是因为电磁波进入等离子体后波矢发生了改变,导致电磁波的幅度和相位产生了变化等离子体类似色散介质。随着信号的频率上升,等离子体调制的强度减弱。对调制后的信号进行解调幅和解调相,验证了调幅信号和调相信号具有同周期,但是周期内的变化不一样。     

激光等离子体声信号特性

为了对激光等离子体声信号特性进行深入研究,构建了激光声实验系统。使用波长1.06 mNd:YAG 脉冲激光聚焦击穿水介质产生激光等离子体声信号,使用水听器对信号进行接收,通过高速摄像机对信号产生过程进行了记录。分析了激光等离子体声信号的时频域特征。从理论上研究了激光等离子体声信号的指向性和传输特性,并进行了实验验证。研究结果表明:激光等离子体声信号时域脉宽为15 s 左右,频带宽度为200 kHz,主频在70 kHz 左右。信号在不同传输角度上的幅度差异很小,按照近似1/r 的规律衰减,传输过程中主频逐渐减小。     

激光除锈过程中的等离子体强度研究

为了实时监测和控制激光除锈过程,采取利用光电二极管检测等离子体的光强信号,并用示波器将其转换为电压信号的方法,得到了等离子体峰值电压信号随激光能量、激光冲击次数变化的曲线图.结果表明,根据等离子体电压信号峰值大小变化趋势可以确定除锈阈值,也可以判断激光除锈是否干净.     

等离子体环境对卫星光通信系统的影响分析

为了研究空间等离子体环境对卫星光通信系统的影响,利用等离子体的特征频率,分析了等离子体对激光传输信号的影响,结果表明等离子体对激光信号的衰减很小,可以忽略.进一步分析了等离子体对卫星表面的充放电过程,结果表明100 eV低能等离子体对卫星起不到干扰破坏的作用,300 eV以上中等能量的等离子体可以有效地干扰卫星的正常工作.     

YAG激光焊接等离子体电信号检测与焊接模式分析

激光等离子体中包含了反映激光焊接过程特征的信息。利用激光等离子体光电信号同步检测系统,检测激光等离子体的光电信号并进行光电信号的对比分析,阐明了电信号与等离子体温度之间的关系;对A304不锈钢、430不锈钢、碳钢Q235等材料的激光表面自熔焊接过程的等离子体电信号进行了实时检测及概率密度分布分析,对深熔焊特征最明显的A304不锈钢进行了电信号概率密度分布的标准差分析。研究结果表明:利用激光等离子体电信号能够实时反映激光焊接等离子体的温度变化的特点,可以根据激光等离子体电信号概率密度分布来分析激光焊接模式的特点,进一步的标准差分析法可以判断A304不锈钢激光焊接的模式。     

基于小波包的激光冲击强化声学诊断方法探索

为了对激光冲击强化过程和材料的强化效果进行监控,提出了一种基于等离子体声波的声学诊断方法。通过利用小波包对于所探测到的等离子体声波信号进行能量分布和相关性分析,总结了等离子体声波信号的频域特征以及约束层对于声波信号的影响。     

高功率激光焊接光致等离子体的检测

系统地归纳了高功率激光焊接过程中光致等离子体的声、光、电、热等四种特征信号，综述了国外在等离子体信号检测方面的试验方法及研究进展，分析了未来的发展趋势     

利用等离子体光、电信号对激光深熔焊焦点位置的双闭环控制

本文利用等离子体电荷信号和等离子体光信号的特性,研制成功可同时控制喷嘴－工件距离和光束焦点位置的双闭环控制系统。     

入射角度对激光诱导水等离子体声信号特性的影响

开展了入射角度对1064 nm纳秒激光诱导水下等离子体声波信号特性影响的研究,结果表明:当激光垂直入射时,激光诱导水下等离子体声波信号强度最大;随着入射角度增大,激光诱导水下等离子体声波信号强度逐渐减弱。由等离子体发光图像可知,激光诱导水下等离子体产生了多次聚焦。随着入射角度增大,水等离子体长度逐渐增加,等离子体腔体半径逐渐减小,且水等离子体发光辐射强度逐渐变弱。这是因为空气-水界面处的光学折射效应导致透镜的等效焦距变大,延长了聚焦透镜的瑞利长度,从而使激光诱导水下等离子体声信号的强度变弱。研究结果对激光水下声波探测以及激光通信具有重要意义。     

激光焊接质量实时检测和控制的进展

详细介绍了可用于激光焊接质量控制的声、光、电、热等信号的物理特征。从信号检测、信号分析以及控制技术三个方面详细地综述了目前激光焊接质量的实时检测和控制技术的进展。     

液体中激光等离子体声波声谱特性研究

对高功率激光与液体物质作用时产生的等离子体声波声谱特性进行了实验研究.采用压电陶瓷(PZT)水听器测量了不同情况下的激光等离子体声波,对采集的信号经过傅立叶变换(FFT)后得到相应的声谱进行频谱分析.结果表明:激光等离子体声波的频谱分布、峰值频率与激光能量、激光在水下的衰减特性和水下环境无关.     

调Q激光作用水中靶材表面引起的力学效应分析

在分析强激光作用下水中靶材产生的力学效应和力学特性基础上,用基于光偏转原理制做的光纤力学传感器测量了不同激光能量的水下靶材表面的瞬态压力,得到了调Q-Nd：YAG激光等离子体冲击波和空泡射流的压力信号,并从耦合动量角度进行比较,计算出等离子体烧蚀力的冲量和射流的冲量.结果表明,空泡射流的力学效应与等离子体冲击波的一样重要,有时甚至更明显.     

激光深熔焊焊缝的熔透性监测研究

随着激光焊接在国防工业中的应用越来越广泛，焊接质量的监测和控制逐步成为一项重要的研究内容，而焊缝的熔透性控制是其中最重要的参数之一，特别对于一些密封件而言。通过对伴随激光深熔焊接所存在的光致等离子体的蓝紫光信号相对强度的监测，以判断焊缝的熔透性。利用信号监测系统，在焊接时采集光致等离子体蓝紫光的强度作为原始分析信号，通过对数据的分析和处理，以及大量的实验结果与数据分析结果的对比，寻求信号与焊缝熔透性的关系。研究结果表明，焊缝的熔透性与光致等离子体光信号的累积强度有对应关系，当焊缝全部熔透时，光信号稳定性非常好，而一旦焊缝处于未熔透或熔透性差时，光信号会产生极大的波动。     

激光焊接缺陷声信号的小波分析

利用小波变换对拾取的激光焊接等离子体的 AE信号进行分析 ,通过对比激光焊接的稳定过程及出现间隙、错边缺陷时的 AE信号 ,发现信号的低频分量在缺陷发生时幅值较正常稳定焊接时有较明显的下降 ;AE信号在 156 2～ 6 2 50 Hz频段部分的能量也存在类似现象。利用小波分解技术能够将信号划分到不同的频带范围这一特性 ,可以实现 AE信号的信息分离 ,从而能够提取AE信号的特征信息 ,进而实现对激光焊接的过程控制。     

激光焊接出现未焊透时等离子体光、声信号的傅里叶分析

利用快速傅里叶分析手段对激光焊接稳定过程及出现未焊透缺陷时等离子体的光声信号进行频域分析，发现在焊接过程稳定时，信号的频谱中存在明显线谱，以３００Ｈｚ处为最强。在出现未焊透缺陷时，光声信号的频谱为连续谱，无明显线谱。这为提高缺陷监测精度提供了一条新途径。     

铜靶上激光等离子体诱发电势信号的实验研究

纳秒脉冲激光等离子体在周围空间激发电场,以金属靶作为探针即可测定靶上感应电随时间的变化,提出了"元靶探针"探测等离子体电学信号的测试方法.测试数据表明,在无偏置电压条件下,靶电势曲线呈双峰结构,电势峰值随激光能量单调增大;在外加负高压偏置条件下,靶感应电势曲线整体上(约ms)呈单峰结构,电势峰值随偏置电压增大而增大并出现饱和趋势,同时在信号的初期阶段(约700 ns)出现高频振荡现象,振荡频率不随激光能量及置电压发生变化.     

激光入射角对光声信号大小的影响

本文分析了高强度激光斜入射时等离子体共振吸收对光声信号的影响，导出了等离子体共振吸收最强时激光入射角的表达式，得出了激光斜入射时，随着激光入射角的增大，光声信号会出现一个极大值，并通过实验进行了验证。