[发明专利]一种激光等离子体冲击波力学效应的光纤传感测量方法

摘要

一种激光等离子体冲击波力学效应的光纤传感测量方法。本测量方法采用高功率密度、短脉冲的飞秒激光辐照靶材，产生高压等离子体冲击波，应用光纤F-P声发射传感探针，搭建用于飞秒激光等离子体在线监测的光纤传感信号解调系统。通过测量激光等离子体冲击波在相同位置不同时间的声学频率与强度信息，获得冲击波的时间历程；通过测量相同时间不同位置微等离子体冲击波的强度信息，获得冲击波的空间分布；同时运用FBG传感技术，采用差动式结构进行温度补偿，研究飞秒激光等离子体冲击波的宏观力学效应。根据本发明的方法进行激光等离子体冲击波力学效应的测量，空间分辨率高、响应速率和灵敏度高，可以提高测量的精度。

主权项

一种激光等离子体冲击波力学效应的光纤传感测量方法，其特征在于：所用测量仪器包括可调谐半导体激光光源（1）、隔离器（2）、分路器（3）、耦合器（4）、光纤F‑P声发射传感探针（5）、飞秒激光器（6）、透镜（7）、靶材（8）、光电信号处理模块（9）、数据采集模块（10）、计算机（11）、悬臂梁（12）、FBG光纤光栅传感器（13）和MOI解调仪（14）；测量方法采用可调谐半导体激光光源（1）作为测量过程中的光源，可调谐半导体激光光源（1）发出的光经过光隔离器（2），再通过分路器（3）分成6路光信号，通过耦合器（4）连接光纤F‑P声发射传感探针（5），6路光纤F‑P声发射传感探针（5）采用空分复用的方式接入光路；飞秒激光器（6）产生的飞秒激光束通过透镜（7）辐照靶材（8），产生高压激光等离子体冲击波；6路光纤F‑P声发射传感探针（5）采用空分复用的方式将探测到激光等离子体冲击波的声信号通过耦合器（4）、分路器（3）送入光电信号处理模块（9），经过处理后送入数据采集模块（10）；通过计算机（11）对采集到的信号进行分析处理，以测量飞秒激光等离子体冲击波在相同位置不同时间的声学频率与强度信息，获得冲击波的时间历程；通过测量相同时间不同位置等离子体冲击波的强度信息，获得冲击波的空间历程；在悬臂梁（12）上下表面粘贴FBG光纤光栅传感器（13），运用飞秒激光器（6）的激光光束打在悬臂梁（12）表面上的FBG光纤光栅传感器（13）上，悬臂梁上下表面的FBG产生同样的正应变和负应变，进行温度去敏，从而实现对激光等离子体冲击波力学效应的特性的分析和测量，提高测量的精度。