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,還未來得及擴(kuò)散,無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。本文針對激光燒蝕初生期的特點(diǎn),提出了一種基于電動勢效應(yīng)的激光燒蝕等離子體診斷方法,設(shè)計(jì)了兩種不同的測量電路,即短路電流和開路電壓測量電路,用于測量初生時(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)射過程,發(fā)射的電子在燒蝕表面與外圍導(dǎo)體表面之間便會產(chǎn)生脈沖電動勢。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)形成電動勢。測量上述燒蝕誘導(dǎo)電動勢的幅值和演化,可估算初生期燒蝕區(qū)的電子發(fā)射...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：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 激光燒蝕過程的電動勢效應(yīng)
    2.4 激光燒蝕電動勢的短路測量方法
        2.4.1 短路電流測量原理及計(jì)算
        2.4.2 導(dǎo)線長度對電壓的影響
        2.4.3 測量電路
        2.4.4 燒蝕材料的選擇
        2.4.5 激光入射角度對峰值電壓的影響
        2.4.6 材料燒蝕位置對峰值電壓的影響
        2.4.7 激光能量穩(wěn)定性對峰值電壓的影響
    2.5 激光燒蝕電動勢的開路測量方法
        2.5.1 開路電壓測量原理
        2.5.2 測量回路的設(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 激光燒蝕電動勢的短路電流分析
        3.1.1 短路電流信號的特點(diǎn)與分析
        3.1.2 燒蝕材料種類對短路信號的影響
        3.1.3 激光能量對電子發(fā)射量的影響
        3.1.4 氣壓對電子發(fā)射量的影響
        3.1.5 短路電流分析小結(jié)
    3.2 激光燒蝕電動勢的開路電壓分析
        3.2.1 開路電壓信號的特點(diǎn)與分析
        3.2.2 氣壓對開路電壓信號的影響
        3.2.3 極板間距對開路電壓峰值的影響
        3.2.4 激光能量對開路電壓峰值的影響
        3.2.5 燒蝕石墨的開路電壓信號
        3.2.6 開路電壓分析小結(jié)
    3.3 兩種測量方法對比
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：4055605