一种组合激光产生激光吸收波的装置及方法，属于激光技术领域。本发明专利技术的目的是通过增加激光吸收波的传播速度从而延长激光吸收波破的维持时间，以此增加激光吸收波冲击力维持时间的组合激光产生激光吸收波的装置及方法。本发明专利技术在对应样本目标点增设连续绿激光器和第二聚焦透镜，连续绿激光器和第二聚焦透镜的发射目标点与第一激光器、第一聚焦透镜发射点相同；在第一激光器与连续绿激光器前端分别安装有第一光电探测器和第二光电探测器，第一光电探测器和第二光电探测器均与示波器连接，第一激光器与连续绿激光器均与延时发生装置连接，延时发生装置与高速相机连接。本发明专利技术为激光吸收波加速，从而延长传播时间提供一种有效途径。途径。
【技术实现步骤摘要】
组合激光产生激光吸收波装置及方法
[0001]本专利技术属于激光
技术介绍
[0002]随着航天领域相关技术的飞速发展，空间碎片逐渐增多，由于碎片的相对速度较大，因此具有巨大的破坏力，太空碎片若与运作中的人造卫星、载人飞船或国际空间站相撞，会危及到设备甚至宇航员的生命，这给航天事业带来巨大安全隐患。激光推进技术可以用于清除所在轨道的空间碎片。激光推进技术利用高功率激光辐照目标碎片产生激光吸收波从而获得推进力，使得空间碎片完成轨道转换从而避免碰撞。
[0003]目前，比较常用激光吸收波的产生方法如图1所示，101为激光器，102为焦距100mm的聚焦透镜，103为532nm连续绿激光器，104为10倍扩束器，105为样本，106为为焦距50mm的聚焦透镜，107为滤光衰减片，108为高速相机。在已知的单脉冲激光在产生激光吸收波方法中，存在以下不足；当单一激光器为长脉冲激光时，长脉冲激光主要通过热传递方式产生等离子体进而产生激光吸收波，激光吸收波的传播速度相对较小，从而导致激光吸收波所产生的冲击力很小。当单一激光器为短脉冲激光时，短脉冲激光主要通过非加热方式产生等离子体进而产生激光吸收波，激光吸收波尽管速度相对较快，但维持时间较短，从而导致激光吸收波所产生的冲击力维持时间很短。目前，现有单一激光无法解决由于其激光参数调节有限，而导致的激光吸收波产生的冲击力强度小、持续时间短等问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是在原有单一脉冲激光的基础上，增加一条激光光路形成组合脉冲激光促进激光吸收波加速技术，从而通过增加激光吸收波的传播速度从而延长激光吸收波破的维持时间，以此增加激光吸收波冲击力维持时间的组合激光产生激光吸收波的装置及方法。
[0005]本专利技术在对应样本目标点增设连续绿激光器和第二聚焦透镜，连续绿激光器和第二聚焦透镜的发射目标点与第一激光器、第一聚焦透镜发射点相同；在第一激光器与连续绿激光器前端分别安装有第一光电探测器和第二光电探测器，第一光电探测器和第二光电探测器均与示波器连接，第一激光器与连续绿激光器均与延时发生装置连接，延时发生装置与高速相机连接。
[0006]本专利技术装置的工作过程是：S1、第一激光器发射激光之前向延时发生装置经IO触发线传输数字触发信号，延时发生装置开始计时，达到已经设置好的延时情况下分别经IO触发线传输数字触发信号至高速相机和第二激光器，高速相机和第二激光器接收到触发信号后开始工作，触发时序；S2、当第一光电探测器检测到第一激光器发出激光时，将光信号转花成电信号传输至示波器，第二光电探测器检测到第二激光器发出激光时，也将光信号转花成电信号传输至示波器，通过示波器两电信号的上升沿可得第一激光器和第二激光器的脉冲延时，使
得示波器测得的脉冲延时为0.8ms和1.4ms；S3、第一激光器发射激光经过第一聚焦透镜，聚焦透镜把激光聚焦到mm量级，从而第一激光器发射出的激光辐照在样本上，产生激光等离子体；S4、第二激光器发出的激光经过第二聚焦透镜，聚焦透镜把激光聚焦到mm量级，从而第二激光器发射出的激光辐照在样本上；S5、第一激光器、第一聚焦透镜和样本构成激光输出第一路光路，第二激光器、第二聚焦透镜和样本构成激光输出第二路光路，激光输出第一路光路与激光输出第二路光路的夹角不大于5
°
。
[0007]本专利技术吸收波的方法步骤是：（1）毫秒激光器在发射激光3ms前，向延迟发生装置发射方波信号，延迟发生装置进入计时模式，并向高速相机发射触发信号；（2）当延迟发生装置计时已经达到高速相机触发时间，高速相机开始工作，之后毫秒激光器发射激光辐照单晶硅并开始产生激光等离子体；（3）当延迟发生装置计时达到纳秒激光器的触发时间时，纳秒激光器发射激光与毫秒激光器辐照在单晶硅的同一个点上，并开始产生激光吸收波；（4）532nm绿激光器经10倍扩束镜扩束后垂直射入靶前等离子体膨胀区，激光吸收波的产生引起气流密度变化，从而导致折射率发生变化，形成明亮区和阴影区，经过聚焦透镜缩小至高速相机成像区大小，通过高速相机的高帧频记录组合激光辐照样本表面过程中所产生激光吸收波的演化过程；（5）通过高速相机采集的图片，获得激光吸收波传播形态并通过比例尺计算激光吸收波的传播距离，传播速度根据不同时序下的传播距离由公式计算可得，其中， 和 是不同时序下激光吸收波的传播距离；t是两传播距离的时序差。
[0008]本专利技术通过合理的组合方式实现激光吸收波的传播速度增加，从而使其传播时间增长。本专利技术使用组合激光产生激光吸收波的方式以实现激光吸收波传播速度增加。通过组合激光产生激光吸收波检测系统，可以获得激光吸收波的传播形态和距离，进而计算激光吸收波的传播速度，得到激光吸收波加速现象的激光条件参数，进而为激光吸收波加速，从而延长传播时间提供一种有效途径。
附图说明
[0009]图1 是现有技术中激光产生激光吸收波的方法的装置示意图；图2 是本专利技术组合激光产生激光吸收波的方法的装置示意图；图3是组合激光产生激光吸收波的方法的流程图；图4是组合激光产生激光吸收波的装置触发时序图。
具体实施方式
[0010]本专利技术解决单脉冲激光产生激光吸收波的方法中激光参数单一所引发的技术问题，本专利技术提供一种组合激光产生激光吸收波的方法及系统，通过合理的组合方式实现激
光吸收波的传播速度增加，从而使其传播时间增长。
[0011]本专利技术包括：第一激光器、第二激光器、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、样本、光电探测器、延时发生装置、示波器、532nm连续绿激光器、激光扩束器、聚焦透镜、滤光衰减片、高速相机，第一光电探测器、第二光电探测器。
[0012]第一激光器发射激光之前向延时发生装置经IO触发线传输数字触发信号至延时发生装置，延时发生装置开始计时，达到已经设置好的延时情况下分别经IO触发线传输数字触发信号至高速相机和第二激光器；触发信号为方波信号。
[0013]当第一光电探测器检测到第一激光器发出激光时，将光信号转花成电信号传输至示波器，第二光电探测器检测到第二激光器发出激光时，也将光信号转花成电信号传输至示波器，通过示波器两电信号的上升沿可得第一激光器和第二激光器的脉冲延时，并根据示波器测得的脉冲延时设置脉冲延时装置。
[0014]第一激光器发出的激光经过第一聚焦透镜，聚焦透镜把激光聚焦到mm量级，从而第一激光器发射出的激光辐照在样本上。
[0015]第二激光器发出的激光经过第二聚焦透镜，聚焦透镜把激光聚焦到mm量级，从而第二激光器发射出的激光辐照在样本上。
[0016]第一激光器、第一聚焦透镜和样本构成激光输出第一路光路，第二激光器、第二聚焦透镜和样本构成激光输出第二路光路，激光输出第一路光路与激光输出第二路光路的夹角不大于5
°
。
[0017]532nm连续绿激光器、激光扩束器、聚焦透镜、滤光衰减片、高速相机垂直于激光输出第一光路；激光扩束器置于样本和532nm连续绿激光器靠近连续绿激光器一侧；聚焦透镜和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种组合激光产生激光吸收波的装置，其特征在于：在对应样本（3）目标点增设连续绿激光器（6）和第二聚焦透镜（5），连续绿激光器（6）和第二聚焦透镜（5）的发射目标点与第一激光器（1）、第一聚焦透镜（2）发射点相同；在第一激光器（1）与连续绿激光器（6）前端分别安装有第一光电探测器（12）和第二光电探测器（13），第一光电探测器（12）和第二光电探测器（13）均与示波器（14）连接，第一激光器（1）与连续绿激光器（6）均与延时发生装置（11）连接，延时发生装置（11）与高速相机（10）连接。2.根据权利要求书1所述组合激光产生激光吸收波的装置，其特征在于：装置的工作过程是：S1、第一激光器（1）发射激光之前向延时发生装置（11）经IO触发线传输数字触发信号，延时发生装置（11）开始计时，达到已经设置好的延时情况下分别经IO触发线传输数字触发信号至高速相机（10）和第二激光器（4），高速相机（10）和第二激光器（4）接收到触发信号后开始工作，触发时序；S2、当第一光电探测器（12）检测到第一激光器（1）发出激光时，将光信号转花成电信号传输至示波器（14），第二光电探测器（13）检测到第二激光器（4）发出激光时，也将光信号转花成电信号传输至示波器（14），通过示波器两电信号的上升沿可得第一激光器（1）和第二激光器（4）的脉冲延时，使得示波器（14）测得的脉冲延时为0.8ms和1.4ms；S3、第一激光器（1）发射激光经过第一聚焦透镜（2），聚焦透镜（2）把激光聚焦到mm量级，从而第一激光器发（1）射出的激光辐...
【专利技术属性】
技术研发人员：张巍，李婧袆，金光勇，王頔，卢艳艳，吴鑫宇，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。