激光辐照氮化硅陶瓷光谱信息研究

摘要

氮化硅陶瓷具备耐腐蚀、耐磨损和耐高低温冲击的优良性能,常用于高超声速飞行器的热防护材料,激光武器是未来高超声速目标拦截和打击的主要技术手段。采用Nd3+:YAG固体脉冲激光器作为辐照源,热压烧结氮化硅陶瓷为靶材,中阶梯光栅光谱仪为探测器搭建实验系统,采集激光波长1064 nm,脉宽15 ns,不同能量(50 mJ~500 mJ)作用靶材的辐射光谱。基于美国标准技术与研究院原子光谱数据库对谱线指认,利用玻尔兹曼斜线法计算得到等离子体电子温度范围为6203 K~6826 K,斯塔克展宽法计算等离子体电子密度范围为8.40×10^(15)cm^(−3)~1.14×10^(16)cm^(−3),等离子体电子振荡频率为8.23×10^(11)Hz~9.58×10^(11)Hz,随着激光能量增加电子温度整体呈上升趋势,电子密度变化存在波动。