發(fā)布時間：2021-11-24 11:28

　　脈沖激光在介質中產生聲波的技術在新興的水下通信領域和海底探測領域具有廣泛的應用前景。傳統(tǒng)的電磁波通信在陸地上非常適用,但是海水對于電磁波的吸收能力非常強,所以導致海水中無法利用電磁波進行通信。海水中存在“藍綠窗口”使得在這一波段的激光可以在海水中傳輸較遠的距離,結合光擊穿產生的聲波可以實現(xiàn)陸地-海洋長距離通信。于是本文通過搭建實驗裝置利用陰影成像技術進行水下等離子體膨脹過程的拍攝以及實驗參數(shù)對激光誘導水等離子體聲波信號影響的實驗,主要包括以下內容:（1）利用光學陰影成像法對激光誘導水下等離子體空泡沖擊波進行了研究,清晰地得到空泡沖擊波圖像,明確了水下等離子體沖擊波和聲波為球面波;得到了擊穿激光能量為4mJ下產生等離子體沖擊波膨脹速度為1799m/s。（2）激光等離子體沖擊波在水中膨脹傳輸過程中會最終衰減成聲波。在激光誘導水等離子體沖擊波的膨脹過程研究基礎上,通過對納秒脈沖激光能量、激光入射方向、激光波長、聲波探測空間位置（水平方向和豎直方向）和水的鹽份濃度、聚焦透鏡距離水面位置等參數(shù)對激光誘導水下等離子體聲波信號及其頻譜特性的影響做了研究與分析。并且討論了不同靶材對水下聲波反射波信號強... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

水下激光等離子體沖擊波[10]

11圖2.2擊穿能量為90mJ的等離子體空泡沖擊波時序圖通過圖2.2可以看出任何時間點水下等離子體空泡沖擊波都是一長串，這大大影響了對于沖擊波的觀測，所以不斷減小擊穿光源的激光能量。最后確定為4mJ和6mJ。而照明光的能量也不宜很大，因為如果532nm激光能量太大則照明光就會太亮，會直接影響科學級CCD相機的拍攝效果。最后通過不斷的調試確定照明光的能量為15mJ。2.3激光水下等離子體沖擊波實驗結果分析設置1064nm輸入激光能量為4mJ和6m，532nm背景光能量為15mJ。

波長為1064nm的擊穿光源能量為4mJ等離子體空泡隨時間變化圖

【參考文獻】：
期刊論文
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[10]脈沖激光在液體中激發(fā)的聲波特性研究[J]. 陳清明.  光學與光電技術. 2006(03)

博士論文
[1]高功率激光誘導液體介質產生等離子體的理論研究和實驗測試[D]. 李明.南京理工大學 2011
[2]脈沖CO2激光水下致聲特性研究[D]. 陳清明.華中科技大學 2009
[3]激光等離子體沖擊波傳輸及空泡動力學特性研究[D]. 趙瑞.南京理工大學 2007

碩士論文
[1]激光水下激波特性的研究[D]. 于小棠.北京理工大學 2016
[2]水中激光等離子體空泡形成及沖擊波傳播特性的實驗研究[D]. 王濤.南京理工大學 2012



本文編號：3515882