初生和擴(kuò)散時(shí)段的激光燒蝕等離子體,特性差異很大。初生時(shí)段是指激光持續(xù)期及之后的極短時(shí)間(數(shù)十納秒)。在這個(gè)時(shí)段內(nèi),等離子體剛剛形成,還未來(lái)得及擴(kuò)散,無(wú)論其氣壓還是密度都很高,因而是高密度熱等離子體。等離子體的體積很小,而且演化很快,時(shí)空分布極不均勻。而擴(kuò)散形成的羽流等離子體,則是低氣壓非平衡低溫等離子體。本文針對(duì)激光燒蝕初生期的特點(diǎn),提出了一種基于電動(dòng)勢(shì)效應(yīng)的激光燒蝕等離子體診斷方法,設(shè)計(jì)了兩種不同的測(cè)量電路,即短路電流和開(kāi)路電壓測(cè)量電路,用于測(cè)量初生時(shí)段內(nèi)燒蝕區(qū)的電子發(fā)射量。利用該方法分析研究了電子發(fā)射量與燒蝕工藝參數(shù)的關(guān)系,驗(yàn)證了方法的可行性,為激光燒蝕等離子體診斷提供了一種新途徑。在激光開(kāi)始輻照后,輻照區(qū)溫度隨之升高,表面首先發(fā)生電子發(fā)射過(guò)程,發(fā)射的電子在燒蝕表面與外圍導(dǎo)體表面之間便會(huì)產(chǎn)生脈沖電動(dòng)勢(shì)。隨后,輻照區(qū)發(fā)生融化和電離,形成高氣壓高溫高密度的燒蝕等離子體。由于初生期的燒蝕等離子體空間分布極不均勻,密度梯度非常大,使得初生期等離子體擴(kuò)散可能屬于非雙極擴(kuò)散。非雙極擴(kuò)散同樣在燒蝕表面與外圍導(dǎo)體表面之間誘導(dǎo)形成電動(dòng)勢(shì)。測(cè)量上述燒蝕誘導(dǎo)電動(dòng)勢(shì)的幅值和演化,可估算初生期燒蝕區(qū)的電子發(fā)射...

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 脈沖激光燒蝕的研究現(xiàn)狀
    1.2 激光燒蝕等離子體的診斷技術(shù)
        1.2.1 等離子體的基本診斷方法
        1.2.2 激光燒蝕等離子體光譜測(cè)量
    1.3 本文研究目的
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容及文章安排
2 實(shí)驗(yàn)裝置及技術(shù)原理
    2.1 激光燒蝕的機(jī)制
    2.2 激光燒蝕實(shí)驗(yàn)裝置
    2.3 激光燒蝕過(guò)程的電動(dòng)勢(shì)效應(yīng)
    2.4 激光燒蝕電動(dòng)勢(shì)的短路測(cè)量方法
        2.4.1 短路電流測(cè)量原理及計(jì)算
        2.4.2 導(dǎo)線長(zhǎng)度對(duì)電壓的影響
        2.4.3 測(cè)量電路
        2.4.4 燒蝕材料的選擇
        2.4.5 激光入射角度對(duì)峰值電壓的影響
        2.4.6 材料燒蝕位置對(duì)峰值電壓的影響
        2.4.7 激光能量穩(wěn)定性對(duì)峰值電壓的影響
    2.5 激光燒蝕電動(dòng)勢(shì)的開(kāi)路測(cè)量方法
        2.5.1 開(kāi)路電壓測(cè)量原理
        2.5.2 測(cè)量回路的設(shè)計(jì)與優(yōu)化
    2.6 激光燒蝕發(fā)光形貌采集
        2.6.1 工業(yè)相機(jī)采集方法
        2.6.2 小孔成像采集方法
        2.6.3 彩色攝像機(jī)采集方法
3 結(jié)果分析與討論
    3.1 激光燒蝕電動(dòng)勢(shì)的短路電流分析
        3.1.1 短路電流信號(hào)的特點(diǎn)與分析
        3.1.2 燒蝕材料種類對(duì)短路信號(hào)的影響
        3.1.3 激光能量對(duì)電子發(fā)射量的影響
        3.1.4 氣壓對(duì)電子發(fā)射量的影響
        3.1.5 短路電流分析小結(jié)
    3.2 激光燒蝕電動(dòng)勢(shì)的開(kāi)路電壓分析
        3.2.1 開(kāi)路電壓信號(hào)的特點(diǎn)與分析
        3.2.2 氣壓對(duì)開(kāi)路電壓信號(hào)的影響
        3.2.3 極板間距對(duì)開(kāi)路電壓峰值的影響
        3.2.4 激光能量對(duì)開(kāi)路電壓峰值的影響
        3.2.5 燒蝕石墨的開(kāi)路電壓信號(hào)
        3.2.6 開(kāi)路電壓分析小結(jié)
    3.3 兩種測(cè)量方法對(duì)比
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：4055605