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基于背景纹影技术激光损伤材料的气流场测量

尚鸿鹏  
【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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