基于干涉法的低真空激光等离子体演化特性研究
时间:2018-11-14 19:16 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要等离子体的应用具有广大的前景，为了更好的应用等离子体，研究其特性是必不可少的。本文介绍了激光等离子体的概念、生成的原因和条件；总结了激光等离子体的常见性质；对大部分激光等离子体的诊断方法进行了简单的介绍，明确了各种诊断方法的优缺点，重点介绍了低真空下激光等离子体的干涉法诊断，用马赫-增德尔干涉仪和由CCD、示波器、能量计和计算机组成实时记录装置对等离子体的演化特性进行了研究，得到不同延时情况下的干涉条纹图像，测出条纹偏移量，进行其他参数（等离子体折射率分布，电子密度分布，等离子体密度等）的推算。最终利用这些重要参数，完成对等离子体的诊断。实验表明随着时间的推移，等离子体电子密度会逐渐减小。30198 毕业论文关键词 马赫-增德尔干涉仪；激光等离子体；电子密度 毕业设计说明书外文摘要 Title The study of the evolution of low vacuumn plasma based on interferometry Abstract The application of plasma has broad prospects. In order to apply it better, it’s necessary to study its feature. The paper introduces the concept and the cause and condition of the laser plasma, and summarizes the common properties of laser plasma.Most of diagnostic methods of laser plasma are also introduced. The paper also shows advantages and disadvantages of the methods, but mainly shows that using Mach-Zehnder machine to diagnose the plasma to get interference fringes image with different delay time. Then according to the gotten fringe shift, we can calculate other parameter. Keywords Mach-Zehnder machine;laser plasma; electron density 目 次 1 引言 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究意义 1 1.3 激光等离子体的国内外研究进展 2 2 激光等离子体的概述 5 2.1 等离子体的概念与特性 5 3 激光等离子体诊断方法概述 7 3.1 接触式诊断法 7 3.2 非接触式诊断法 7 4 实验介绍 11 4.1 实验装置和实验步骤 11 4.2 实验图像数据处理 13 结论 15 致谢 17 参考文献 18 1 引言 1.1 研究背景 激光是1900年后重要的发现之一,也是科学发展史上一个丰碑。自从世界上第一台激光器发明以来,激光器就不停的更新换代。现已存在数以千计的输出波长大大小小的介质材料，有固体、有液体、有蒸气态、有气体、有等离子体和有基本粒子等。半个世纪以来,国内外科学从业者做了很多的工作,获得了不错的成果,同时激光器也被应用于工业、农业、医学、军事、科学研究等方面，普及各行各业。总之，应用激光器用途分两大类:1.作为信息载体,在激光通信和激光测量中发挥重大的作用。2.作为能量载体，比如激光武器，激光加工等。而激光作为能量载体应用的物理基础是激光与物质的相互作用。这种相互作用过程既受激光特性和材料特性影响,也与外界环境有关。每个因素对这个相互作用的影响都是我们需要区研究的课题。随着应用需求的增大,需要研究的问题还很多。原因有三:一是研究对象多样；二是激光器本身的发展和应用产生新的问题；三是以前一些常见的理论依然没有得到合理的解释。所以应该对激光与物质相互作用方面做一些研究。 激光辐射靶材时,当激光没有接触靶材，两者是独立的。但激光一接触靶材表面,靶材对激光有吸收和反射，这种反应由靶材表面的光学性质决定,靶吸收能量,温度上升,靶表面性质发生改变,改变不可恢复。这在激光加工过程中己经得到了广泛的应用。在高功率激光作用下,靶面迅速吸收激光能量,表面温度迅速上升,发生气化。气化后物质继续吸收能量,形成蒸气等离子体。这种等离子体的出现对靶与激光相互作用会产生巨大的影响。这种影响主要表现在：一是等离子体自身吸收激光, 能屏蔽部分甚至全部之后的激光能量；二是蒸气等离子体对靶材的作用；三是相互作用过程中蒸气等离子体的点燃和发展过程。同时,会在空气中产生等离子体冲击波。可见激光在与物质相互作用的过程中会产生很多新的物理效应，这些物理效应直接影响了激光的应用,因而激光与物质相互作用的机理是激光应用的基础。目前,国内外广大科学研究从业者己经开始激光与物质作用的机理和测试进行了广泛而深入的研究,做了大量的实验和理论工作,得到了大量的有价值的实验和理论数据,揭示了一些重要的相互作用过程的规律。 (责任编辑：qin) |