532 nm/1 064 nm激光烧蚀铝靶冲量耦合特性实验研究

文明; 李南雷; 吴洁

doi:10.3788/IRLA201746.S106005

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532 nm/1 064 nm激光烧蚀铝靶冲量耦合特性实验研究

文明, 李南雷, 吴洁

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文明, 李南雷, 吴洁. 532 nm/1 064 nm激光烧蚀铝靶冲量耦合特性实验研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 24-28. doi: 10.3788/IRLA201746.S106005

引用本文:

文明, 李南雷, 吴洁. 532 nm/1 064 nm激光烧蚀铝靶冲量耦合特性实验研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 24-28. doi: 10.3788/IRLA201746.S106005

Wen Ming, Li Nanlei, Wu Jie. Experimental study on impulse coupling characteristics of 532 nm/1 064 nm laser ablated Al target[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(S1): 24-28. doi: 10.3788/IRLA201746.S106005

Citation:

Wen Ming, Li Nanlei, Wu Jie. Experimental study on impulse coupling characteristics of 532 nm/1 064 nm laser ablated Al target[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(S1): 24-28. doi: 10.3788/IRLA201746.S106005

532 nm/1 064 nm激光烧蚀铝靶冲量耦合特性实验研究

doi: 10.3788/IRLA201746.S106005

1.
航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室,北京 101416

基金项目:

国家自然科学基金（11372357）

详细信息

作者简介:
文明(1978-),男,副研究员,硕士生导师,博士,主要从事激光航天应用技术方面的研究。Email:wujiewm@163.com

中图分类号: TN2;V43

Experimental study on impulse coupling characteristics of 532 nm/1 064 nm laser ablated Al target

1.
State Key Laboratory of Laser Propulsion and Application,Space Engineering University,Beijing 101416,China

摘要: 激光清除空间碎片技术在厘米级空间碎片清除中具有重要的应用前景。进行了激光烧蚀典型空间碎片材料的冲量耦合特性实验研究。实验中采用532 nm/1 064 nm波长，8 ns/15 ns脉宽的激光烧蚀金属铝靶材，运用扭摆测试系统测量了烧蚀冲量，并分析了不同激光参数对冲量耦合系数的影响。实验结果表明，铝靶冲量耦合系数随着激光功率密度的增加是先上升后下降的变化趋势，存在最优冲量耦合系数；激光烧蚀铝靶过程以气化机制为主时，减小激光波长或是增加脉宽都可有效提高冲量耦合系数；烧蚀过程以离化机制为主导时，实验结果表明532 nm波长激光的等离子体屏蔽较弱，在等离子体形成初期实现最优冲量耦合。
- 空间碎片清除 /
- 激光烧蚀 /
- 冲量耦合 /
- 激光推进
Abstract: Using laser in centimeter scale space debris removal has important application prospect. Impulse coupling characteristics of laser ablated material of space debris was experimentally studied. Laser of 532/1 064 nm wavelength and 8/15 ns pulse width were used in experiment, and aluminum as the ablation target. Torsional balance system was used to measure impulse, and influence of laser parameter on impulse coupling coefficient was studied. Experiment results show that impulse coupling coefficient of Al shows a trend from rise to decline, and exists the optimal value. When ablation depended on gasification mechanism, decrease wavelength or increase pulse width can effectively improve impulse coupling coefficient; When ablation depended on ionization mechanism, plasma shielding effect of 532nm laser is weakened, achieving the optimal impulse coupling coefficient on initial formation of plasma.
- space debris removal /
- laser ablation /
- impulse coupling /
- laser propulsion

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532 nm/1 064 nm激光烧蚀铝靶冲量耦合特性实验研究

doi: 10.3788/IRLA201746.S106005

1. 航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室,北京 101416

作者简介:
文明(1978-),男,副研究员,硕士生导师,博士,主要从事激光航天应用技术方面的研究。Email:wujiewm@163.com

收稿日期: 2017-06-11
修回日期: 2017-07-15
刊出日期: 2017-12-31

基金项目:

国家自然科学基金（11372357）

中图分类号: TN2;V43

关键词:

摘要: 激光清除空间碎片技术在厘米级空间碎片清除中具有重要的应用前景。进行了激光烧蚀典型空间碎片材料的冲量耦合特性实验研究。实验中采用532 nm/1 064 nm波长，8 ns/15 ns脉宽的激光烧蚀金属铝靶材，运用扭摆测试系统测量了烧蚀冲量，并分析了不同激光参数对冲量耦合系数的影响。实验结果表明，铝靶冲量耦合系数随着激光功率密度的增加是先上升后下降的变化趋势，存在最优冲量耦合系数；激光烧蚀铝靶过程以气化机制为主时，减小激光波长或是增加脉宽都可有效提高冲量耦合系数；烧蚀过程以离化机制为主导时，实验结果表明532 nm波长激光的等离子体屏蔽较弱，在等离子体形成初期实现最优冲量耦合。