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第一章 激光等离子体推进技术研究进展 1

1.1 激光等离子体推进技术 1

1.1.1 激光等离子体推进技术的工作原理和发展现状 2

1.1.2 激光推进的技术难点和研究热点 10

1.2 强激光与靶作用中的吸收机制 14

1.2.1 逆轫致吸收 15

1.2.2 共振吸收 16

1.2.3 真空加热 17

1.2.4 J×B加热机制 17

1.2.5 反常趋肤效应 18

1.3 激光等离子体微推进技术 19

1.3.1 特点 19

1.3.2 工作原理 20

1.3.3 工作模式 21

1.3.4 激光微推力器的设计 24

1.3.5 性能参数测量 27

1.3.6 靶材烧蚀性能及设计 35

1.3.7 关键技术 37

1.4 存在问题 38

参考文献 39

第二章 激光与固体靶相互作用 42

2.1 激光在空气中击穿后产生的冲击波微结构 42

2.1.1 实验装置 43

2.1.2 实验结果和分析 43

2.2 激光推进中的靶材 46

2.3 激光与固体靶的相互作用 48

2.3.1 实验装置 49

2.3.2 靶材对靶动量的影响 50

2.3.3 环境气压对靶动量的影响 54

2.3.4 靶材和环境气压对比冲的影响 57

2.4 聚酰亚胺薄膜的烧蚀推进特性 60

2.4.1 实验装置 61

2.4.2 实验结果和讨论 62

2.4.3 其他高分子材料的烧蚀推进 67

2.5 激光与靶相互作用中的约束烧蚀 69

2.5.1 等离子体的自由膨胀过程 69

2.5.2 侧向约束 72

2.5.3 法线方向的约束烧蚀 79

2.6 约束烧蚀中等离子体的时空演化 85

2.7 预脉冲对动量耦合系数的影响 89

参考文献 91

第三章 激光与液体相互作用 93

3.1 液体靶材的研究进展 93

3.1.1 体状液体靶研究 93

3.1.2 膜状液体靶研究 94

3.1.3 滴状液靶研究 95

3.1.4 高黏度液体靶材研究 95

3.2 激光在液体介质中引致的击穿现象 96

3.2.1 激光击穿阈值理论模型 96

3.2.2 击穿现象的判据 97

3.2.3 影响激光击穿阈值的因素 97

3.2.4 等离子体在液体中的膨胀和发光 97

3.2.5 气蚀空泡和液体射流现象 99

3.2.6 能量转化效率 99

3.2.7 存在的问题 100

3.3 等离子体推进中的水约束烧蚀 101

3.3.1 实验装置 101

3.3.2 结果及探讨 101

3.3.3 理论计算 105

3.4 透射式约束烧蚀推进 107

3.4.1 实验布局 108

3.4.2 实验结果和讨论 109

3.5 液体黏度系数对烧蚀特征的影响 112

3.5.1 耦合系数及比冲 112

3.5.2 发散角及烧蚀压 116

3.6 液体击穿中的声波测量 119

参考文献 123

第四章 飞秒激光等离子体推进 126

4.1 超短脉冲在大气中的传输 126

4.1.1 基本原理及传输机制 126

4.1.2 通道内的复合和辐射机制 129

4.1.3 锥角辐射的产生 131

4.1.4 超连续谱和白光 132

4.1.5 三次谐波的产生 133

4.1.6 太赫兹辐射 134

4.1.7 等离子体通道中的细丝 135

4.2 细丝的特征及分析 138

4.2.1 细丝的多次自聚焦现象及传输过程的优化 138

4.2.2 影响细丝形成和传输的几种因素 144

4.2.3 通道中光丝间相互作用的解释 148

4.3 等离子体通道的诊断方法 155

4.3.1 声学测量方法基本原理 155

4.3.2 应用测量 156

4.4 飞秒激光烧蚀推进研究进展 158

4.4.1 实验研究 161

4.4.2 实验结果和分析 163

4.5 飞秒激光的约束烧蚀 168

参考文献 169