發(fā)布時(shí)間：2021-01-27 08:24

　　由于脈沖激光的功率密度大且準(zhǔn)直性好,各國爭相研制體積小、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)且作用距離遠(yuǎn)的大功率高頻短脈沖激光器作為新型武器平臺。在太空的特殊環(huán)境下,更加有利于大功率激光器作為反衛(wèi)星“殺手锏”致盲甚至摧毀敵方衛(wèi)星。精密的光學(xué)鏡頭則是各類光學(xué)偵查系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié),若采用激光直接輻照將對其產(chǎn)生致盲甚至毀傷。激光與材料相互作用時(shí),激光脈沖的能量會經(jīng)歷一系列復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過程變?yōu)槠渌问降哪芰?其中以熱能和機(jī)械能對材料的宏觀破壞能力最強(qiáng),因此激光輻照材料的熱、力效應(yīng)一直是激光毀傷和激光加工等領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。為了促進(jìn)高能激光武器平臺的發(fā)展與光學(xué)系統(tǒng)激光毀傷防護(hù)技術(shù)的進(jìn)步,開展了飛秒激光輻照光學(xué)鏡頭熱力毀傷實(shí)驗(yàn)研究,取得主要成果如下:a)建立了激光輻照材料表面溫度場測量系統(tǒng),在不同光學(xué)鏡頭材料和脈沖重復(fù)頻率下得出鏡片表面輻照點(diǎn)附近的溫度變化時(shí)空規(guī)律,結(jié)合力學(xué)效應(yīng)闡釋激光熱效應(yīng)的變化規(guī)律,結(jié)果表明輸出激光脈沖重復(fù)頻率與鏡頭表面溫度場內(nèi)最高溫度呈正線性相關(guān),且頻率越高溫度梯度越大。b)構(gòu)建了脈沖輻照下瞬態(tài)應(yīng)力和動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測量系統(tǒng),測得了從激光脈沖作用開始到靶板內(nèi)應(yīng)力波衰減的全過程,其中作用瞬間GPa級應(yīng)力... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２激光脈沖燒蝕靶材的時(shí)間分辨陰影圖［１］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｉｍｅ?ｒｅｓｏｌｖｅｄ?ｓｈａｄｏｗｅｄ?ｉｍａｇｅ?ｏｆｌａｓｅｒ?ｐｕｌｓｅ?ａｂｌａｔｉｏｎ?ｔａｒｇｅｔ⑴??［３９］

飛秒脈沖振蕩器即脈沖激光種子光為德國Ｍｅｎｌｏ?Ｓｙｓｔｅｍｓ公司生產(chǎn)的Ｃ－ｆｉｂｅｒ??７８０型光纖激光器，波長為７８０±１０ｎｍ，實(shí)際使用中測得輸出波長７８３ｎｍ，重復(fù)??頻率１００ＭＨｚ，采用Ｇｅｎｐｕｌｓｅ?（光電控制器）使重復(fù)頻率變?yōu)椋梗担停龋�，平均功�??３００ｍＷ，脈沖寬度１００－１２０ｆｓ，實(shí)際控制脈寬為１００ｆｓ。??飛秒激光振蕩器和飛秒激光腔內(nèi)放大器的栗浦源均為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的腔內(nèi)倍頻的??Ｎｄ：ＹＬＦ?（摻欽氟化鋰紀(jì)晶體）激光器，該種激光器為美國Ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ公司生產(chǎn)的??Ｔｅｒｒａ５２７－５０－Ｍ型固體激光器，其中心波長５２７ｎｍ，脈沖重復(fù)頻率可由Ｏ．ｌ－ｌＯＫＨｚ??間調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)中采用１ＫＨＺ進(jìn)行輸出，標(biāo)稱脈沖寬度為１５０ｎｓ，但實(shí)際輸出脈寬為??１４０ｎｓ，最大平均輸出功率５０Ｗ，能量穩(wěn)定度＜０．５％ＲＭＳ?（均方根），輸出光斑直??徑２．５ｍｍ。輸入泵浦光由分光鏡（３：７）分為兩束，其中一束用于再生放大的鈦寶??石晶體，另一束則進(jìn)入多通放大的鈦寶石晶體。飛秒脈沖激光器各組成部分及內(nèi)??部光路示意圖如下圖２．２所示。??

可以在示波器上得到激光脈沖的波形。同時(shí)由于激光輸出位置在激光外光路的導(dǎo)??光和聚焦光路之前，因此該列激光脈沖信號可以作為其他測量系統(tǒng)的同步觸發(fā)信??號。激光脈沖重復(fù)頻率為１０００Ｈｚ時(shí)光電二極管測得的激光信號如圖２．４所示。??０．２５?????ｌａｓｅｒ?ｓｉｇｎａｌ??０．２０?－??多：：Ｌｌｉｉｌｉｉｌｉｉ??－０．０５?一￣＊￣Ｉ￣￣＊￣Ｉ－￣￣Ｉ￣￣？￣Ｉ￣￣Ｉ￣－￣￣Ｉ￣￣？￣Ｉ￣￣１￣￣Ｉ￣？￣￣Ｉ￣＞￣￣ｆ￣￣．—??－１?０?１?２３４５６７８?９?１０?１１??Ｔｉｍｅ?／?ｍｓ??圖２．４重復(fù)頻率為１０００Ｈｚ時(shí)激光脈沖信號??Ｆｉｇ．?２．４?Ｓｉｇｎａｌｓ?ｏｆ?ｌａｓｅｒ?ｐｕｌｓｅｓ?ｗｉｔｈ?ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｏｆ?１０００Ｈｚ??由圖２．４可以看出，激光脈沖實(shí)際重復(fù)頻率與控制系統(tǒng)輸入?yún)?shù)一致，暗電流??較小，在激光脈沖輸出瞬間光電流迅速增大，并且信號在激光脈沖作用結(jié)束后呈??指數(shù)衰減，在２５０＃內(nèi)光電流迅速衰減并接近于０。同時(shí)可見，各激光脈沖的瞬時(shí)??光電流峰值大小不同，即各個(gè)激光脈沖輸出功率存在一定差異，但相差并不大，??－１６－??


本文編號：3002762