基于背景纹影技术激光损伤材料的气流场测量

摘要

脉冲激光损伤材料过程时，其内部流场具有气流速率快，温度高，较强的可见和背景光辐照等特点。其中流场密度变化（即折、反射率）对整体光学系统均有很大影响。由于“气流场”的存在而使通过流场的光的波阵面产生扭曲，进而影响光束扰动、转向和散焦，减弱了光传输过程中的能量。该“气流场”很难用图像作以标量显示，从而对后期研究改进系统性能带来较大的困难。同时，在“气流场”中气流携带着很多的相关激光损伤材料时的密度、温度、压强信息，所以对该“气流场”中气流的检测对激光损伤材料时的激光参数确定研究有较大的意义。
　　传统的气流场检测方法较多，但在激光损伤材料气流场检测不适用。本论文在激光损伤材料气流场研究过程中，将纹影技术进行改进与PIV粒子示踪法相结合，设计出双光路背景纹影检测方法，通过背景光在损伤气流场的折射率变化，推导出损伤材料气流场的温度分布。该检测系统可以在对小区域气流场变化进行检测，具有搭建简单，不用昂贵的光学元件的同时具有较高的精度，满足激光损伤材料气流场检测要求。

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第一章 绪 论

1.1概 述

1.2激光损伤材料的国内外研究现状

1.3背景纹影技术发展历程

1.4背景纹影技术的优点及改进方向

1.5本文主要研究内容及其目的

第二章 激光损伤材料气流场理论分析

2.1激光损伤材料研究背景

2.2激光损伤材料热效应

2.3激光损伤的守恒关系式

2.4击波流场波阵面温度数值推导

第三章 背景纹影检测技术的原理及数据算法

3.1气流场的检测理论分析处理方法

3.2流场密度变化与折射率变化之间的关系。

3.3背景纹影技术检测理论推导

3.4背景纹影技术的数据分析

第四章 双光路背景纹影测量系统整体设计及校准

4.1双光路背景纹影检测系统整体设计方案

4.2激光能量的实时监测

4.3检测系统的触发延时参数设定

4.4应用检测系统对蜡烛火焰流场测试

第五章 应用双光路背景纹影系统对激光损伤材料气流场测量

5.1激光损伤材料温度场计算

5.2 激光损伤材料温度场测量

第六章 总 结

6.1本文重点的研究结果

6.2本文的创新点

6.3本文的研究展望及不足

致谢

参考文献