强激光辐照探测器材料力学效应的解析研究

当探测器材料受激光辐照时，由于吸收激光的能量，从而在材料体内形成一个不均匀分布的温度场，由于材料是连续分布的介质，其各部分不能自由地膨胀，相互制约，从而产生热应力。一旦靶材中产生的热应力超过靶材的破坏强度，便会使材料造成永久性的损伤破坏。当辐照激光功率密度不高时，产生的热应力对靶材的破坏是一种十分重要的破坏机制。采用解析方法，研究了连续波化学激光辐照探测器材料时产生的温升及热应力，讨论了不同激光参数（ 强度、波型、波长及脉冲持续时间） 与温度变化及热应力之间的变化关系，以及造成探测器材料热应力损伤的激光强度阈值。

高功率脉冲激光产生的激波在靶材中的传播

脉冲强激光辐照固体靶材时 ,瞬间即可在靶材辐照面形成一个高温高压的等离子体层。该等离子体向外高速喷射 ,从而施于靶面一个压力极高的冲击加载 ,导致一系列向靶内传播的压缩波。随着激光的持续辐照 ,陆续传入靶内的压缩波会形成一个阵面陡峭的激波。当激光强度保持恒定时 ,施于靶面的烧蚀压力亦保持不变 ,因而此时靶内的激波阵面压力会维持一个平稳阶段。在激光与靶材作用的后期 ,由于激光功率密度减小 ,表面烧蚀压降低 ,因而将一系列稀疏波传入靶内 ,由于稀疏波以当地声速和波阵面后粒子声速之和的速度传播 ,则经过一段时间之后 ,稀疏波便赶上激波并与之迭加 ,其结果使得激波波阵面压力降低。激光激波在靶材中同样经历着增强、持续和衰减三个阶段。文中采用流体动力学模型 ,解析地描述了脉冲强激光辐照靶材时 ,激波的产生及增强、维持和衰减规律 ,给出了激波峰值压力、激波速度、激波波形的时空关系。

激光等离子体的非线性逆轫致吸收

:在激光与等离子体相互作用且激光的功率密度很高时 ,激光的强电场将使电子的热速度分布发生扭曲 ,从而改变了碰撞频率并导致吸收系数与激光强度相关 ,即出现非线性吸收。当激光强度较高时 ,非线性逆轫致吸收是对等离子体的加热起重要作用的机制。本文通过量子力学方法得出了非线性逆轫致吸收系数的公式 ,并对非线性逆轫致吸收系数进行了讨论。