激光诱导炽光法与消光法诊断烧蚀羽烟消光性能

摘要

为了研究流场中碳纤维增强环氧树脂复合材料在激光辐照时产生的烧蚀羽烟对入射激光的屏蔽效应,通过对朗伯-比尔定律进行分析,得到了评价羽烟消光性能的平均质量消光系数的表达式,其与羽烟场浓度和激光透过率相关.采用激光诱导炽光法(LⅡ)和激光消光法,搭建了羽烟消光性能联合诊断实验平台,使待测激光落于LⅡ的激发光平面上,通过同步采集待测激光的透过率和LⅡ信号,获得激发光平面上羽烟浓度场和激光消光比,得到羽烟在不同气流速度下的平均质量消光系数.实验得到气流速度为7,10,20 m/s时羽烟对1064 nm激光的归一化质量消光系数分别为2.51,1.08,1.00.实验发现,质量消光系数受到气流速度影响,当气流速度较低时质量消光系数曲线波动幅度大,且曲线均值较大;当气流速度较高时质量消光系数趋于稳定且均值较小.