激光等离子体声信号特性

卢志刚; 战仁军; 王晓宇

激光等离子体声信号特性

1.
武警后勤学院军交运输系,天津300309;
2.
武警工程大学装备工程学院,陕西西安710086;
3.
海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033

基金项目:

国家自然科学基金（51109217，51209210）

详细信息

作者简介:
卢志刚（1971- ），男，副教授，主要从事军事装备方面的研究。Email：lzgxian71@sina.com

中图分类号: TN249

Characteristics of laser-induced plasma acoustic signal

1.
Military Transportation Department,Logistics University of CAPF,Tianjin 300309,China;
2.
Institude of Equipment Engineering,Engineering University of CAPF,Xi'an 710086,China;
3.
Department of Electronic Engineering,Naval University of Engineering,Wuhan 430033,China

摘要: 为了对激光等离子体声信号特性进行深入研究，构建了激光声实验系统。使用波长1.06 mNd：YAG 脉冲激光聚焦击穿水介质产生激光等离子体声信号，使用水听器对信号进行接收，通过高速摄像机对信号产生过程进行了记录。分析了激光等离子体声信号的时频域特征。从理论上研究了激光等离子体声信号的指向性和传输特性，并进行了实验验证。研究结果表明：激光等离子体声信号时域脉宽为15 s 左右，频带宽度为200 kHz，主频在70 kHz 左右。信号在不同传输角度上的幅度差异很小，按照近似1/r 的规律衰减，传输过程中主频逐渐减小。
- 激光等离子体声信号 /
- 光致击穿 /
- 激光光学 /
- 水下声波
Abstract: The experimental system for laser -induced acoustic signals had been built for research on characteristic of laser-induced plasma acoustic signals. Acoustic signals were produced by pulsed laser focusing into water. A hydrophone was used to receive the acoustic signals. A high speed camera was used to record the breakdown procession. Time and frequency domain of laser-induced plasma acoustic signals were studied. Its directivity and transmission characteristic were analyzed theoretically, and proven by experiment. The results are as follows: The pulse width of laser-induced plasma acoustic signals is about 20 s, its frequency width is 500 kHz and main frequency is 70 kHz. It transmits in all directions and decreases proportionally to 1/r, main frequency decreases as distance increases.
- laser-induced plasma acoustic signal /
- optical breakdown /
- laser optics /
- underwater acoustic signal

[1]	Zong Siguang, Wang Jiang'an, Ma Mingkui, et al. Investigationof laser-induced acoustics signal for target detection [J].Chinese Journal of Lasers, 2010, 37 (5): 1332-1337. (inChinese)宗思光, 王江安, 马明奎, 等. 水下目标探测的激光声特性[J]. 中国激光, 2010, 37(5): 1332-1337.
[2]
[3]	Li Shengyong, Hu Shengliang, Liu Xiaoran, et al. Spectrumproperties of laser-induced cavitation bubble collapse soundwaves [J]. Laser Technology, 2007, 31 (3) : 281-284.(inChinese)李胜勇, 胡生亮, 刘晓然, 等. 激光空泡溃灭辐射声波声谱特性研究[J]. 激光技术, 2007, 31(3): 281-284.
[4]
[5]	Li Shengyong, Huang Gaoming, Liu Xiaoran, et al. Spectrumproperties investigated of laser-induced plasma sound wavesunder water [J]. Journal of OptoelectronicsLaser, 2007, 18(4): 0495-0497. (in Chinese)李胜勇, 黄高明, 刘晓然, 等. 液体中激光等离子体声波声谱特性研究[J]. 光电子激光, 2007, 18(4): 0495-0497.
[6]
[7]
[8]	Vogel A, Noack J, Nahen K, et al. Energy balance of opticalbreakdown in water [C]//SPIE, 1998, 3254: 180-189.
[9]
[10]	Brujan E A, Vogel A. Stress wave emission and cavitationbubble dynamics by nanosecond optical breakdown in atissue phantom [J]. Journal of Fluid Mechanics, 2006, 558:281-308.
[11]	Blackmon F, Antonelli L. Remote, aerial, opto-acousticcommunication and sonar [C]//SPIE, 2005, 5778: 800-808．
[12]
[13]
[14]	Antonelli L, Blackmon F. Experiment demonstration ofmultiple pulse non-linear opto-acoustic signal generation andcontrol[J]. Applied Optics, 2005, 44(1): 103-112.
[15]	Xu Xiaomei. Fundamentals of Acoustics [M]. Beijing: SciencePress, 1998: 102. (in Chinese)许肖梅. 声学基础[M]. 北京: 科学出版社, 1998: 102.
[16]
[17]
[18]	Chen Qingming. Research of acoustics induced by pulsed CO2laser in water [D]. Wuhan: Huazhong University of Scienceand Technology, 2009. (in Chinese)陈清明. 脉冲CO2 激光水下致声特性研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2009.
[19]	Xu Xiaomei. Fundamentals of Acoustics[M]. Beijing: SciencePress, 1998: 102-105. (in Chinese)许肖梅. 声学基础[M]. 北京: 科学出版社, 1998: 102-105.

[1]	冯艳硕, 梁密生, 卞晓蒙, 任光辉, 边洪录, 祝连庆. 多元等离子体共振纳米结构的飞秒激光加工与拉曼检测应用 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220522-1-20220522-9. doi: 10.3788/IRLA20220522
[2]	王谦豪, 杨小君, 温文龙, 赵华龙, 李益. 飞秒激光微加工中诱导空气等离子体的超快观测研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230158-1-20230158-11. doi: 10.3788/IRLA20230158
[3]	张楚蕙, 陆健, 张宏超, 高楼, 谢知健. 双脉冲激光诱导铝等离子体的双波长干涉诊断 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210892-1-20210892-7. doi: 10.3788/IRLA20210892
[4]	皮一涵, 王春泽, 宋有建, 胡明列. 极低时间抖动的飞秒激光技术（特邀） . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201058-1-20201058-13. doi: 10.3788/IRLA20201058
[5]	任天赐, 邵帅, 孟令武, 汪奎. 大口径激光发射系统卷帘式窗口密封特性分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 506005-0506005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0506005
[6]	孙玉博, 熊玲玲, 张普, 王明培, 刘兴胜. 半导体激光器光束匀化系统的光学设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205003-1205003(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1205003
[7]	柯常军, 吴天昊, 孔心怡, 钟艳红, 吴谨. 采用小孔等离子体开关实现TE CO₂激光窄脉冲整形 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206007-1206007(4). doi: 10.3788/IRLA201847.1206007
[8]	王金梅, 颜海英, 郑培超, 薛淑文. 激光诱导土壤等离子体光谱辐射实验参数优化 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206011-1206011(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1206011
[9]	赵骥, 赵晓凡, 张亮亮, 张存林. 飞秒激光的等离子体吸收太赫兹特性研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1025001-1025001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1025001
[10]	董超, 孙中浩, 张亚春, 何湘, 倪晓武, 骆晓森. 激光等离子体丝阵列对10 GHz微波传输特性的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1006001-1006001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1006001
[11]	靳龙, 张兴强, 熊永臣, 付艳华. 艾里高斯涡旋光束正负交变介质中的光波演变 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1006007-1006007(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1006007
[12]	李晓晖, 于欣. 激光等离子体点火在航空航天动力系统的应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136001-1136001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1136001
[13]	常浩, 金星, 林正国. 真空环境下脉冲激光烧蚀等离子体羽流特性分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1206014-1206014(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1206014
[14]	马欲飞, 何应, 于欣, 陈德应, 孙锐. 用于激光诱导等离子体点火技术的激光源研究进展 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136003-1136003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1136003
[15]	郭文杰, 闫召爱, 胡雄, 郭商勇, 程永强. 532nm测风激光雷达长时间稳频系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 87-91. doi: 10.3788/IRLA201645.S130004
[16]	聂延举, 孟照魁, 胡姝玲, 范哲, 李军. 激光多普勒测速仪的频域自适应阈值检测 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 406002-0406002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0406002
[17]	胡云, 王大辉, 赵学庆. 连续分振幅式高功率准分子激光角多路编码光路设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 606001-0606001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0606001
[18]	陈金忠, 王敬, 李旭, 滕枫. 样品温度对激光诱导等离子体辐射强度的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3223-3228.
[19]	陈世和, 陆继东, 董璇, 潘凤萍, 张曦, 姚顺春, 李军. 不同激光参数下煤粉颗粒流等离子体特性分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 113-118.
[20]	孙斌, 朱孟真, 谭朝勇, 米朝伟, 王晓晖, 程勇. 免调试激光器研究新进展 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3244-3251.

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1. 武警后勤学院军交运输系,天津300309;

2. 武警工程大学装备工程学院,陕西西安710086;

3. 海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033

作者简介:
卢志刚（1971- ），男，副教授，主要从事军事装备方面的研究。Email：lzgxian71@sina.com

English Abstract

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1. Military Transportation Department,Logistics University of CAPF,Tianjin 300309,China;

2. Institude of Equipment Engineering,Engineering University of CAPF,Xi'an 710086,China;

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1. Military Transportation Department,Logistics University of CAPF,Tianjin 300309,China; 2. Institude of Equipment Engineering,Engineering University of CAPF,Xi'an 710086,China; 3. Department of Electronic Engineering,Naval University of Engineering,Wuhan 430033,China

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2. 武警工程大学装备工程学院,陕西西安710086;

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1. Military Transportation Department,Logistics University of CAPF,Tianjin 300309,China;

2. Institude of Equipment Engineering,Engineering University of CAPF,Xi'an 710086,China;

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