摘要：利用纳秒脉冲激光器对典型金属材料在毫米级烧蚀光斑尺寸下的冲量耦合特性进行了实验研究。基于典型扭摆测量系统测量激光烧蚀产生的冲量特性,采用局部最小二乘法平移拟合的方法,对扭摆振动产生的微小位移实验数据进行了预处理,避免了噪声对冲量测量的干扰。设计了一种毫米量级烧蚀光斑尺寸测量方法。在此基础上,实验获得了毫米量级光斑辐照金属靶材Al 5A06、TC4、30CrMnSiA的冲量,研究结果表明,在相同能量密度的情况下,钛合金TC4对应的冲量最大,TC4获得的最大冲量耦合系数大于Al 5A06和30CrMnSiA,其对应的最优能量密度却是三种材料中最小的。为了分析烧蚀羽流对冲量耦合特性的影响,估算了不同能量密度对应的羽流透射率,计算结果表明,当羽流透射率低于0.3时,大量的入射激光能量被羽流吸收,导致冲量耦合系数的下降。

摘要：本文对空间碎片材料碳纤维的冲量耦合特性进行了实验研究。设计了脉冲激光烧蚀光斑尺寸测量分析方法,测量获得了不同激光能量下的烧蚀光斑尺寸。基于扭摆微冲量测量原理,测量纳秒激光烧蚀碳纤维T300的冲量,研究结果表明,在能量密度达到6 J/cm2之前,冲量和冲量耦合系数均迅速增加,当能量密度达到6 J/cm2后,由于等离子体屏蔽效应的影响,冲量增加变缓,而冲量耦合系数逐渐下降。此外,为了分析烧蚀羽流对冲量耦合特性的影响,计算了不同能量密度下的羽流透射率,计算结果表明,冲量耦合系数下降阶段对应着较低的羽流透射率,即该阶段产生了较强的的等离子体屏蔽效应。