基于干涉法测试技术的长脉冲激光致燃烧波形成过程的实验过程(2)

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激光技术包括激光器技术与激光应用技术。自第一台激光器诞生后,激光器技术一直是激光技术的一个重要部分,至今已研制了上百种激光器。按工作物质可以将它们划分为：固体激光器、气体激光器、半导体激光器等。目前固体激光器领域最活跃的话题是二极管泵浦固体激光器,相应的半导体激光器中激光二极管成为了它的重要发展方向,气体激光器中以CO2激光器的研究最成熟也发展最快。　　

自诞生之初至今，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域，比如光电技术，激光医疗与光子生物学，激光加工技术，激光检测与计量技术，激光全息技术，激光光谱分析技术，非线性光学，超快激光学，激光化学，量子光学，激光雷达，激光制导，激光分离同位素，激光可控核聚变，激光武器等等。这些交叉技术与新的学科的出现，大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。应用激光与材料的相互作用的过程中产生的一系列现象，加深了对激光的认知。

激光与材料的相互作用过程是激光应用的一个重要基础，该过程将引起材料温度升高并且可能会出现熔融、气化甚至于形成等离子体等现象，正是由于这些物理现象以及激光自身的特点才使得激光可应用于医疗、军事和工业加工等方面。文献综述

近年来，大量的激光实验采用高速摄影机法和光束偏转法、干涉法探测激光支持吸收波的点燃和发展过程。随着靶表面被激光照射熔融和气化，靠近表面的蒸气被部分电离形成等离子体，稳定的等离子层在接近气化表面处形成，产生激光支持燃烧波沿光束路径方向传播。

激光具有宏大的技术潜力，激光加工技术与传统的材料加工技术相比有着明显的优越性。对激光支持的吸收波的研究有着重要的应用价值，燃烧波的产生会吸收大量的激光能量，影响激光加工的稳定性。该项研究对加强等离子体的控制有一定的指导意义，并且也是对激光支持的燃烧波的一项科学实验研究。

1．2 研究现状

1．3 本文的主要研究工作

在查阅国内外有关长脉冲激光与铝相互作用形成燃烧波中机理研究方面的相关文献资料基础上，确定了本文的主要研究方向，针对长脉冲激光与金属铝相互作用形成燃烧波的过程，特别是搭建干涉测试实验光路，实验观察分析包括燃烧波的观察和判断; 通过matlab编程，能够完成对激光等离子体干涉图样的自动处理和分析。

2 激光支持燃烧波的原理

当有强激光束照射靶表面时，在靶表面，使目标蒸气或周围的环境气体发生电离造成击穿，形成激光吸收区。吸收的激光能量被转换为内部的能量气体或等离子体，根据气体动力学的运动的规律和流体产生耦合。等离子辐射方向的一部分的能量耗散，或被周围的气体介质的吸收。形成等离子体时，会有强烈的光辐射，沿靶表面法线的放电这样的闪光区的气体会高速流出，在相反方向的入射激光光的传播，激光支持的吸收波分为两种：激光支持燃烧波和激光支持暴轰波。

燃烧波对激光透明，后面的等离子体区是激光吸收区，将是以亚音速进，典型的几十米每秒的速度，并能依靠运输机制，如热传导，热辐射和热扩散，造成前面的冷气体加热和电离，可维持燃烧的冲击波传播。

激光支持燃浇波的示意图