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。