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高速攝像機(jī)應(yīng)用--激光空化

為了分析激光擊穿液體介質(zhì)過程中的等離子腔體 、空泡脈動(dòng)、近/遠(yuǎn)場聲波特性等綜合效應(yīng) ,將高速攝影技術(shù)應(yīng)用于水下激光擊穿研究.觀察到了激光擊穿形成的等離子體閃光 、空泡脈動(dòng) 及潰滅過程, 通過對(duì)所得照片的分析, 得到了激光空泡生長的規(guī)律 ,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與已有的水下空泡理 論計(jì)算及采用光散射、壓力傳感器測量結(jié)果吻合較好 ,證明了高速攝影技術(shù)在水下激光擊穿產(chǎn)生空泡特性研究中的重要作用。

在液體中 ,激光功率密度超過液體的擊穿閾值 時(shí) ,液體介質(zhì)被擊穿,在擊穿區(qū)域形成發(fā)光的等離子 體腔體 ,等離子體繼續(xù)強(qiáng)吸收激光能量,腔體迅速膨 脹 ,形成空泡 ,空泡的脈動(dòng)向液體中輻射脈沖聲波. 該過程即“光空化”現(xiàn)象 .激光與液體介質(zhì)相互作用 導(dǎo)致的光空化效應(yīng)是激光醫(yī)學(xué)、水下激光加工等領(lǐng) 域的基礎(chǔ)理論問題，目前水下激光擊穿空化現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)測試方法主要 有高速攝影技術(shù)、空泡激光散射測量 、高頻壓電傳感 測量等手段.其中用高速攝影技術(shù)來研究空泡的運(yùn) 動(dòng)規(guī)律有很多優(yōu)點(diǎn) ,可以直觀的觀察空泡的產(chǎn)生 、脈動(dòng) 、潰滅的近似完整的動(dòng)態(tài)過程 ,通過對(duì)拍攝的照片 進(jìn)行分析可以準(zhǔn)確地得到空泡脈動(dòng)的周期和空泡大半徑。