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本文从光与物质的相互作用出发,介绍了激光诱发等离子体的产生和发展。对ns和fs的激光产生的等离子体作了分析和比较。给出了较为清晰的激光冲击波形成的物理图象。
采用PVDF压电传感器对激光冲击波进行了测量,给出了激光冲击波随时间的变化曲线。对自由扩散模式和约束模式下的激光冲击波进行了实验研究并进行比较,结果表明:有约束层时激光冲击波的脉宽是激光脉冲宽度的3倍左右,峰值压力较无约束层时明显提高。
对激光诱导的冲击波在材料中的特性进行了研究。实验发现:冲击波在不锈钢材料中的平均传播速度为:5.72*103m/s,与声波纵波在材料中的传播速度一致;激光冲击波在材料中是以指数规律衰减的;对压力峰值产生的时刻相对激光脉冲的时间关系进行了实验研究。
详细讨论了激光参数(功率密度、波长、脉宽)对冲击波的影响;对约束层的约束机理进行了系统的研究;重点论述了水作约束层时的击穿现象,并通过V.I.Mazhukin的理论模型对实验现象的等离子环进行了解释;对实验过程中的约束层破裂现象及破裂时刻与激光参数的关系进行了初步探讨,指出选取激光参数和约束层时应注意两者的合理搭配;对吸收和保护涂层的作用及如何选取进行了研究;最后实验分析了激光冲击后,材料的抗疲劳寿命通过残余压应力的出现和位错密度的增大来提高。