激光等离子体和烧蚀对含能材料的激光点火过程的影响

通过测试激光点火的延迟时间、等离子体电荷通量和等离子体对激光的吸收能力，研究了激光等离子体和烧蚀对激光点火过程的影响。实验采用的含能材料为B／KNO3(m(B)：m(KNO3)=40：60)，外加5％的酚醛树脂，激光器为脉冲宽度为680μs的Nd：YAG固体激光器。实验结果表明等离子体密度随激光能量的提高而增大，而且激光等离子体的电荷通量大于燃烧流的电荷通量。当激光能量密度低于某一临界值时，点火延迟时间随激光能量密度的提高而线性变短，然而激光能量密度超过该临界值后，激光点火延迟时间保持恒定。在实验条件下，激光等离子体几乎不吸收入射的激光能量，但是点火延迟时间的变化规律表明了烧蚀会阻碍激光能量向含能材料注入。     

激光诱导Al等离子体中电子密度和温度的实验研究

激光烧蚀等离子体在微量元素分析方面有着重要的应用背景，而缓冲气体的种类及压力对激光等离子体的特性有重要影响。报道了以氦气、氩气、氮气和空气作为缓冲气体，实验测定了不同气压下Nd：YAG激光烧蚀Al靶产生的等离子体中的时间分辨发射光谱，利用发射谱线的Stark展宽和相对强度计算了等离子体中的电子密度和温度，得到了在不同缓冲气体中激光诱导Al等离子体的电子密度随延时、气压的演化规律，同时得到了电子温度的时间演化特性。实验结果表明，电子密度的数量级约为10^17cm^-3，电子温度测量值约为10000K，二者都是在激光脉冲后随时间快速衰减，直到4μs以后达到一个较低的水平并缓慢变化，其中以氩气作为缓冲气体时等离子体中的电子密度最大。     

船用钢板大功率CO2激光深熔焊等离子体研究

焊接过程中产生的等离子体是激光深熔焊的固有现象，它通过对激光能量的吸收、折射、反射等降低到达小孔的激光能量密度，影响激光与工件相互作用。使用微距高速摄影系统，研究了大功率CO2激光焊接不同功率和不同侧吹气体流量下等离子体的形态和尺寸的变化规律。在相同条件下，激光功率越大，等离子体的尺寸越大，而且越不稳定，容易出现激光维持的燃烧(LSC)波，严重影响焊接过程的稳定性。而通过增加侧吹气体的流量，可以有效抑制LSC波的产生，并且减小等离子体的尺寸，增加焊缝熔深。     

SiH4＋CH4激光等离子体动力学时空特性

采用时间，空间分辨的等离子体光辐射诊断技术，研究了脉冲ＴＥＡＣＯ２激光诱发ＳｉＨ４＋ＣＨ４击穿产生的等离子体膨胀过程，得到不同空间位置，不同实验条件下等离子体发光的时间特性，证明了ＳｉＨ４＋ＣＨ４气体击穿产生爆燃波而后诱发激波是等离子体中基本宏观动力学过程，并在实验上分析了激波对等离体内化学反应的影响，为激光等离子体合成ＳｉＣ粉末微观反应动力学过程的研究提供了参考数据。     

激光等离子体流场的数值模拟

本文采用二阶精度迎风ＴＶＤ格式对轴对称的激光等离子体流进行了数值计算，模拟研究了Ｎｄ：ＹＡＧ高功率脉冲激光与铝靶作用时等离子体场的形成过程，获得与实验结果一致的时间相关解。     

激光焊接时等离子体电流的产生及外加电磁场的作用

本文从等离子体吸收能量的理论入手，采用提升喷嘴的实验方法，系统研究了电磁场参数对等离子体控制的影响。研究结果表明，随磁场强度的加大，对等离子体的作用加强。而外加电压变化时，则存在一个最佳电压值，P＝1800W，V＝1m/min时，外加电压为25V时对等离子体作用最强。另外研究表明磁场正极性对等离子体有较明显的作用。     

由激光在等离子体中激发的尾波场产生的超强太赫兹电磁辐射

在不均匀等离子体中产生的激光尾波场在一定条件下可以通过线性模式转换产生电磁辐射。由于激光尾波场可以达到的电场振幅达100Gv/m，其振动频率在太赫兹（1012Hz）附近，用这种方法可以产生超强GV/m的太赫兹辐射。它既可以作为一种辐射源，也可以在新型等离子体波加速器中用以诊断等离子体波的振幅。     

静态空气中多点激光诱导等离子体的演化特性

研究静态空气中多点激光诱导等离子体的演化特性是研究和优化其超声速稳燃效果的基础。在常规的试验研究中，由于测量手段和试验设备的限制，可以获取的静态空气中多点激光诱导等离子体的后流场信息有限，且激光焦点构型单一。本文采用改进后的Dors模型，对静态空气中多点激光诱导等离子体的演化特性开展了数值模拟研究。基于数值纹影图、温度等值面图、流场压力和温度分布规律图，阐释了静态空气中线形激光焦点构型的多点激光诱导等离子体产生的激波、等离子体内核以及流场相关参数的演化特性；随后通过对等离子体内核的平均温度、体积、比表面积以及流场特征位置的压力进行分析，得到了激光焦点布局形式和间距对多点激光诱导等离子体演化特性的影响规律。结果表明，当激光焦点间距较小（2～4 mm）时，激光焦点间距是影响演化特性的主要参数。     

用远红外HCN激光干涉仪测量等离子体电子密度

在大多数托克马克上，远红外激光干涉仪是等离子体诊断中的一种重要的装置。本文介绍了用远红外ＨＣＮ激光干涉仪测量等离子体电子密度的原理和激光干涉仪结构，并给了了首次在我国第一以大型超导托克马克ＨＴ－７装置上测到的中心弦等离子体电子平均密度。     

激光诱导放电等离子体羽辉的研究

为了研究激光诱导放电等离子体的膨胀特性，建立了一套基于脉冲CO₂激光诱导锡靶放电等离子体极紫外光源装置，采用增强型电荷耦合器件对羽辉进行拍摄，并采用1维真空电弧模型对实验结果进行了理论说明。实验中改变放电电压和激光能量，得到了不同条件下时间分辨的羽辉图像。结果表明，在激光能量140mJ、放电电压10kV的条件下，获得了稳定的放电等离子体；等离子体的羽辉形态与电流存在对应关系，经历了形成、膨胀、收缩、再次膨胀和消散的不同阶段，放电电压和诱导激光能量对羽辉大小、稳定性和形成时间有影响。此研究有助于提高激光诱导放电等离子体光源的稳定性以及极紫外光的输出功率。     

激光烧蚀金属Al诱导等离子体的连续辐射

通过在Ｎｄ：ＹＡＧ激光烧蚀金属Ａｌ过程中，对诱导产生的等离子体连续辐射强度的时间和空间分布的测试结果，结合对烧蚀靶和收集板上电荷的时间分辨测量，研究讨论了激光诱导等离子体中连续辐射的产生机理，认为连贯辐射来自电子与气体的相互作用，轫致辐射为主要机理。     

激光辐照HgCdTe所产生的等离子体特性

脉冲激光束辐照处于不同背景气压的ＨｇＣｄＴｅ表面，用时间和空间分辨诊断技术探测了等离子体的发射谱，根据连续辐射的形状用普朗克公式估测了等离子体的温度，并根据获得的飞行时间谱，测量了等离子体的出射速度，结合实验结果，对等离子体的特性进行了讨论。     

高功率YAG激光在生理盐水中产生微等离子体的研究

利用光学阴影探测方法研究了调Ｑ－ＹＡＧ脉冲激光在生理盐水光学击穿阈值附近诱导微等离子体和冲击波产生的过程，得到了微等离子体和冲击波随人射激光能量和延迟时间而变的系列光学阴影图，并且指出了冲击波的机械作用在脉冲激光眼科医疗中的影响。     

紫外激光烧蚀金属Al靶诱导等离子体的发射光谱研究

通过测定紫外激光烧蚀Ａｌ靶诱导等离子体的发射光谱，研究了激光烧蚀Ａｌ靶的溅射过程和烧蚀环境气体对发射光谱强度的影响，提出电子碰撞激发模型，定性解释了烧蚀环境气体对等离子体发射光谱的增强效应。     

万瓦级激光-电弧复合焊接焊缝成形特性分析

为探究万瓦级激光-MAG复合焊接焊缝成形特性，在不同的激光功率下，对比分析了三种不同复合焊接方法在焊缝成形、等离子体形态方面的差异性及关联性。结果表明：随着激光功率变化，焊缝的特征尺寸及波动与等离子体的特征尺寸及波动具有一定的对应关系，具体表现为：随着激光功率增加，等离子体面积及其波动都增加，焊缝熔深、熔宽及其波动均增加；当激光功率增加到20 kW时，等离子体面积及其波动的增量开始减小，焊缝尺寸的增量也开始减小，焊缝成形质量开始变差。激光-单丝MAG复合焊接方法在20、25、30 kW激光功率下的平均熔深增量相比5、10、15 kW下的减小了71.64%。在相同的工艺参数下，与激光-单丝MAG复合焊接相比，激光-单丝MAG复合填丝焊接下的等离子体面积及其标准差显著增加，熔深减小，成形变差，而激光-双丝MAG复合焊接下的等离子形态、焊缝成形变化均不明显。随着激光功率增加，不同的添丝方式体现在焊缝成形及等离子体形态等方面的差异性逐渐增强，当激光功率增加到20 kW时，焊缝熔深以及影响熔深的等离子体面积及其波动的增量有所减小。     

高功率CO_2激光焊接等离子体控制实验研究

采用精密的侧吹辅助气体调节和控制装置，实验研究了等离子体控制的各种工艺参数；采用光电晶体管检测熔池表面及小孔内等离子体光强变化；从理论上分析了等离子体控制的机理．结果表明：当辅助气体流量变化时，等离子体控制效果呈现三个区间．无论采用何种气体，只要辅助气体的操作压力稍大于金属蒸气压力，等离子体即被最佳控制     

铝合金CO2激光深熔焊接过程中等离子体的热力学行为研究

结合光学多通道分析仪和高速摄像仪的观测结果,对6061铝合金CO2激光深熔焊接过程中等离子体的热力学行为进行了研究。分析了稳定的激光焊接过程初始阶段和焊接过程中及焊接过程不稳定时的等离子体热力学行为。实验结果表明,激光深熔焊接在初始阶段,等离子体的电子温度和离子温度偏离较大,并逐渐趋于平衡,温度梯度也逐渐变小;在稳定的焊接过程中激光功率的增加对等离子体的温度影响较小,等离子体尺寸变化对焊缝截面有重要的影响;等离子体温度急剧增加时,小孔内气压的剧增会引起等离子体上下起伏,使焊接过程中断或产生气体,而等离子体尺寸大小的波动则会影响焊缝成形。     

等离子体尾波的数值研究

应用一维粒子模拟方法（Ｐａｒｔｉｃｌｅ－ｉｎ－Ｃｅｌ）数值研究了超短超强激光（Ｉλ２＞１０１８Ｗμｍ２／ｃｍ２）和稀薄等离子体相互作用后等离子体尾波的产生及其对电子的加速。结果表明，单束激光和拍波与稀薄等离子体相互作用后，在等离子体中都能激发起尾波，但拍波激发的等离子体尾波的强度和波长较大，同时等离子体中的电子动量也给加速得比较大     

激光等离子体点火在航空航天动力系统的应用

激光等离子体点火以其点火位置和时序方便可控、工况适应性好、电磁干扰小、启动快、可实现重复点火等优点，成为航空航天动力系统极具潜力的一种点火技术。介绍了激光等离子体点火的技术特点及其基本物理过程；其次，回顾了激光等离子体点火在航空航天动力系统应用的研究现状，尤其是哈尔滨工业大学近年来取得的研究成果；最后，分析了激光等离子体点火面临的问题，并对其发展前景进行了展望。分析表明，激光等离子体点火在无毒非自燃推进剂的火箭发动机和碳氢燃料的超燃冲压发动机的可靠重复点火上具有广泛的应用前景，但要实现工程应用，仍需要解决激光点火器与航空航天动力系统的一体化设计、激光点火器的小型化和工程化等问题。     

超强激光与等离子体相互作用研究的最新进展

本文综述了峰值脉冲功率高达１０＾１２Ｗ的激光与等离子体相互作用研究的进展，这些研究将对原子物理学，等离子体物理的研究和发展以及加速器的应用产生重大影响。