早在20世纪70年代就有关于激光驱动飞片的研究[1]。但90年代以后才真正盛行开来[2-4]。它响应快、时间控制精度高、抗电磁干扰能力强,并且起爆炸药的可靠性最高,这正是现代引信所需要的,因此成为了90年代以后世界各国研究的热点。美国Sandia国家实验室、Los Alamos国家实验室从90年代开展了大量的研究工作[5-10]。激光器一般采用10~30 ns脉宽的调QYAG激光器,金属薄膜选用Al或Cu。68461

董洪建等[11]将磁控溅射镀、膜场致热扩散成膜、涂层粘膜、和胶粘剂粘膜4种粘膜方法所制得的飞片进行了测验,得出的结论是: 用胶粘剂粘膜制得的飞片光强中心处呈撕裂状;磁控溅射镀膜制得的飞片很脆;只有场致热扩散成膜和涂层粘膜两种方法可获得完整的飞片。然而,综合比较几种方法,磁控溅射镀膜制作的飞片厚度容易控制,操作很简单,能按照需要制得一定厚度的单层或多层膜,还能保证膜的纯度。因此被广泛的运用。

劳伦斯和Trott等人[12]于1993年出版了一本详细的理论分析。他们为飞片速度做了一个预测模型,也包括其他因素。次年Farnsworth[13]发表了用LASNEX的进一步计算,研究复合箔。他的报告表示对复合飞片(铝/氧化铝/铝)进行大大地撞击能驱动含能材料。他表明,氧化铝绝缘层能够防止铝冲击器自熔,从而增加飞片的稳定性。

斯塔尔和佩斯利[14]在1994年获得了碳辅助飞片的专利。他们描述了在基板或纤维与金属箔之间的碳层。它对降低反射率有影响,从而提高了能量传递效率。他们发现声速在碳等离子体中要高于大多数金属,这样使得压力梯度被均衡的更快。有人提出,这可能会使得飞片更为平整。他们还说这些飞片比金属烧蚀层具有更高的加速度和速度。论文网

Hatt和Waschl[15]在1996研究了单一金属膜和复合膜所产生的飞片,结果表明,烧蚀层材料用Mg比用Al形成的飞片速度高出27%。Labaste等人[16]研究了数种作为驱动飞片的烧蚀层材料,其中包括Al,碳黑,Ha,Ti和Ge,但飞片材料为A1203/Al复合膜层。研究表明,当激光能量密度为30 J·cm-2时,Ge (0.15µm)和碳黑(0.5µm) 作为烧蚀层时形成的飞片速度比Al作烧蚀层时形成的速度高10%左右。其中,Ge和碳黑对激光的反射率均比Al要低。

Paisley[17]在实验中使用0.5 µm C/0.5 µm Al/0.5 µm Al203/3 µm Al的复合飞片靶,其中C/AI层是吸收层,用于产生等离子体。Crreenawa等人[18]在他们激光飞片起爆炸药的系列研究中,开始使用的是单层Al膜作飞片靶,后期研究中他们在飞片层中加入了一层绝热材料[19],他们发现绝热层的存在使飞片的速度增加了30%。

高杨[20]在提到激光起爆技术时,总结了复合靶的结构,包括发射层、能量截止层和飞片层。所以总体上看来,飞片靶材结构主要有单膜结构和多膜结构。比较下来,复合膜的飞片耦合能量更高,并且在一定程度上能保证飞片在飞行过程中的完整性。

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