研究目的
通过获取早期数据以更好地约束一系列相关高能材料的特征激光诱导冲击速度模型,从而验证LASEM技术在洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的潜在应用可行性。
研究成果
采用超高速阴影照相技术对含能材料激光烧蚀产生的空气冲击波进行表征,获取了验证LASEM技术所需的高保真早期数据。研究结果不支持现有文献中通过激光诱导冲击波速度差异区分含能材料的特征参数,而是表明八种目标含能材料的冲击波速度时程曲线彼此无法区分。
研究不足
本研究所采用的激光辐照强度(峰值功率)与已发表的LASEM文献中使用的参数不同,这影响了激光烧蚀过程中材料等离子体的形成,进而影响空气冲击波速度。本研究产生的激光诱导空气冲击波整体速度可能比已发表文献中的数据更快衰减至声速。
1:实验设计与方法选择:
本实验复现了LASEM的核心要素,采用同轴聚焦阴影成像技术与超高速分幅相机相结合,对0-12微秒时间范围内激光烧蚀含能材料产生的冲击波进行表征。
2:样品选择与数据来源:
靶材制备使用载玻片、双面胶及刮刀进行含能材料铺展。含能靶材包括RDX、DAAF、NONA、TNT以及C4、Comp B、Cyclotol和Octol混合炸药。
3:Comp B、Cyclotol和Octol混合炸药。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:采用1064nm波长的Nd:YAG激光器产生半高全宽12纳秒的脉冲烧蚀含能靶材。激光通过转向镜和100毫米焦距平凸透镜聚焦至各含能靶材。同轴聚焦阴影系统包含准直、聚焦和成像透镜,配合640nm部分相干激光照明源。
4:实验流程与操作步骤:
将载玻片靶平行置于光学平台,通过三轴平移台实现全靶面激光烧蚀。每个含能材料进行20次激光射击,平移台沿x/y轴以2.5毫米为步长移动。
5:5毫米为步长移动。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:分析激光诱导空气冲击图像确定每帧最外侧径向冲击波位置。采用MATLAB实现的用户监控自动化图像处理程序进行数据分析。
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