[发明专利]激光驱动飞片诱发放电效应试验系统及试验方法

权利要求书

1.激光驱动飞片诱发放电效应试验系统，包括激光器系统、飞片靶速度测试系统和真空室系统，所述激光器系统包括激光器、第一分光镜、第二分光镜、接收第二分光镜的折射激光的激光能量计、扩束镜和聚焦透镜；所述飞片靶速度测试系统包括用于接收第一分光镜的折射激光的第一光电探头、用于发出测束激光的第二光电探头以及与第一光电探头和第二光电探头通信连接的数字示波器；所述真空室系统包括其前部下方的用于为航天器充电样品充电的电子枪、其前部上方的撞击过程摄像系统、其上部的撞击成分实时分析系统和放电脉冲检测系统、后部上方的真空抽气系统、后部下方的温度控制系统、以及腔室内的飞片靶和样品台，其特征在于飞片靶与样品台平行且中心线在同一直线上。

2.如权利要求1所述的激光驱动飞片诱发放电效应试验系统，其特征在于，飞片靶包括单膜结构和多膜结构，所述单膜结构将金属薄膜直接与玻璃基底材料粘接在一起，而所述多膜结构还包括用于吸收激光的烧蚀涂层和保护飞片材料的隔热材料。

3.如权利要求1-2任一项所述的激光驱动飞片诱发放电效应试验系统，其特征在于，飞片靶通过在石英基底上镀铝膜的方式制备，铝膜的厚度为1到3微米。

4.如权利要求1所述的激光驱动飞片诱发放电效应试验系统，其特征在于，温度控制系统通过热沉制冷系统控制温度为室温或者某一低温。

5.如权利要求1所述的激光驱动飞片诱发放电效应试验系统，其特征在于，电子枪的能量范围为5到50keV，通常可选用10keV或者30keV。

6.如权利要求1所述的激光驱动飞片诱发放电效应试验系统，其特征在于，飞片靶测试系统的测试速度范围为2到25km/s。

7.利用上述系统的激光驱动飞片诱发放电效应试验方法，包括以下步骤：

a)研制飞片靶；b)将飞片靶和待撞击的航天器充电样品固定在真空系统中，并保持一合适的距离；c)抽真空达到较高真空水平；d)控制室内温度在设定范围内，并保证试样温度为设计试验温度；e)对航天器外露材料或部组件进行充电，使其达到一较高的临界状态；f)启动激光系统轰击飞片靶产生飞片，同时测量飞片的大小和速度，摄录撞击过程，分析撞击产生的成分；g)监测并记录放电脉冲信号。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述飞片靶主要有单膜结构和多膜结构，单膜结构主要是将金属薄膜直接与玻璃基底材料粘接在一起，激光直接烧蚀部分薄膜产生等离子体，并把剩余薄膜作为飞片驱动出去；多膜结构采用烧蚀涂层吸收激光能量，产生等离子体驱动飞片薄膜，并采用隔热材料进一步保护飞片材料。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，合适的距离不小于10cm。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，电子枪的能量能量范围为5-50keV，通常可选用10keV或者30keV的电子能量。