[发明专利]一种激光烧蚀驱动不规则目标二维冲量测量装置及方法

说明书

本申请提供一种激光烧蚀驱动不规则目标二维冲量测量装置，包括：用于发射激光的激光发射装置、用于聚焦激光的聚焦透镜、用于放置目标样品的靶标固定工装、用于悬吊靶标固定工装的悬吊装置、沿激光发射的轴线方向设置的第一位移测量装置以及垂直于激光发射的轴线方向设置的第二位移测量装置；激光发射装置、聚焦透镜以及靶标固定工装沿同一水平线依次横向布置；靶标固定工装可在激光烧蚀目标样品产生的冲量的作用下自由摆动；第一位移测量装置和第二位移测量装置位于同一水平面上，二者分别用于测量各自所在方向上的靶标固定工装的摆动量。本申请可同时测量激光烧蚀驱动不规则目标在水平面两个垂直方向产生冲量。

技术领域

本申请涉及激光烧蚀技术领域，尤其涉及一种激光烧蚀驱动不规则目标二维冲量测量装置及方法。

背景技术

激光烧蚀驱动技术在激光推进、空间碎片移除、超高速发射领域都有广泛应用。该技术的应用依赖于描述激光与物质相互作用冲量产生规律的研究。目前，该领域研究主要通过激光烧蚀驱动微冲量测量系统。现有的测量系统只能测量一维冲量大小，所以只能针对预期冲量方向已知的平面或规则形状目标，让其预期冲量方向在测量系统的测量轴线上。但是目前在激光烧蚀驱动移除空间碎片、激光烧蚀驱动偏转防御小行星等领域，激光烧蚀驱动作用的目标多为不规则形状目标，对其进行冲量测量前无法预计其冲量方向，这就导致使用传统一维测量系统进行测量时会有垂直于测量轴线的冲量无法被测量，导致实验结果出现偏差，无法真实反映目标在激光作用下获得的冲量情况。为此，本申请提出一种激光烧蚀驱动不规则目标二维冲量测量装置及方法。

发明内容

本申请的目的是针对以上问题，提供一种激光烧蚀驱动不规则目标二维冲量测量装置及方法。

第一方面，本申请提供一种激光烧蚀驱动不规则目标二维冲量测量装置，包括：用于发射激光的激光发射装置、用于聚焦激光的聚焦透镜、用于放置目标样品的靶标固定工装、用于悬吊所述靶标固定工装的悬吊装置、沿激光发射的轴线方向设置的第一位移测量装置以及垂直于激光发射的轴线方向设置的第二位移测量装置；

所述激光发射装置、所述聚焦透镜以及所述靶标固定工装沿同一水平线依次横向布置；所述靶标固定工装可在激光烧蚀所述目标样品产生的冲量的作用下自由摆动；所述第一位移测量装置和所述第二位移测量装置位于同一水平面上，二者分别用于测量各自所在方向上的所述靶标固定工装的摆动量。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述靶标固定工装为中空的正方体结构；所述靶标固定工装朝向所述聚焦透镜的一侧开设有放置口。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述悬吊装置包括吊装支架以及长度相等的四根悬吊绳；四根所述悬吊绳分别固定连接在所述靶标固定工装的顶部四角处，且四根所述悬吊绳的自由端固定在所述吊装支架上的同一点。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述靶标固定工装的不具有所述放置口的三个侧面的外表面分别为光洁平面。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述第一位移测量装置和所述第二位移测量装置分别为激光位移传感器。

第二方面，本申请提供一种采用如上所述的激光烧蚀驱动不规则目标二维冲量测量装置的激光烧蚀驱动不规则目标二维冲量测量方法，所述方法包括以下步骤：

通过所述第一位移测量装置和所述第二位移测量装置获取所述靶标固定工装在第一方向的最大摆动量dx和在第二方向的最大摆动量dy；

根据所述靶标固定工装在第一方向的最大摆动量dx，采用冲量计算算法计算目标样品在第一方向的冲量值Ix；

根据所述靶标固定工装在第二方向的最大摆动量dy，采用冲量计算算法计算目标样品在第二方向的冲量值Iy。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，根据所述靶标固定工装在某一方向的最大摆动量d，采用冲量计算算法计算目标样品在该方向的冲量值I的方法包括：