[发明专利]一种透明材料冲击动力学参数获取方法

摘要

本发明属于材料冲击动力学参数测量领域，并公开了一种透明材料冲击动力学参数获取方法。该方法包括：(a)建立了平稳冲击波加载下透明薄膜样品的双层薄膜分层模型(b)利用第一性原理，证明了P偏振光以布儒斯特角入射样品时，反射光相位对时间导数的波形呈周期性震荡特性，推导出了震荡特性与冲击动力学参数之间的表达式；(c)采用泵浦探测测试系统测量待测样品的实际震荡周期、实际幅值、和实际震荡偏离值；(d)将获得的测量实际值带入获得的表达式中进而获得实际冲击动力学参数。通过本发明，实现了双层薄膜模型中，使用公式直接提取透明材料冲击动力学参数，该方法使用的测量光路简单，易于实施，数据易于处理。

主权项

1.一种透明材料冲击动力学参数获取方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)选取透明薄膜作为待测样品，建立测试该待测样品的泵浦探测测试系统，其中，所述泵浦探测测试系统的泵浦探测光照射在置于基底上的待测样品上产生平稳冲击波，该平稳冲击波在待测样品薄膜中传播将其划分为未受冲击层和冲击压缩层，并与待测样品所处环境形成的环境层和基底形成的基底层构成四层结构，相邻的两层的交界处有界面，共三个界面，所述泵浦探测测试系统的泵浦探测光为P偏振光，该探测光的入射角为布儒斯特角；(b)所述探测光被所述三个界面分别反射，各个界面反射光电场之和为总反射光电场E_total，利用所述三个界面各自的反射系数关系得到所述总反射光的总反射系数的表达式r_1、2、3；根据该总反射系数表达式的特点得到总反射光E_total的相位φ(t)随时间t的变化及其导数φ′(t)的表达式，由该相位对时间的导数φ′(t)的表达式获得其呈周期性震荡的特性，利用该特性，获取φ′(t)的震荡周期τ、幅值δ′_max、和震荡偏离值offset；再根据菲涅尔反射定律，推导出冲击波速度u_s、波后粒子速度u_p和冲击压缩层折射率n₂关于所述φ′(t)的震荡周期τ、幅值δ′_max、和震荡偏离值offset的表达式；(c)采用所述泵浦探测测试系统测量所述探测光经待测样品反射后实际相位随时间的变化曲线φ(t)_real，对所述φ(t)_real对时间求导得到实际φ′(t)_real的波形曲线，由该φ′(t)_real的波形曲线提取出φ′(t)_real的实际震荡周期τ_real、实际幅值δ′_max real、和实际震荡偏离值offset_real；(d)实际震荡周期τ_real、实际幅值δ′_max real、和实际震荡偏离值offset_real，带入步骤(c)中获得的所述的冲击波速度u_s、波后粒子速度u_p和冲击压缩层折射率n₂的表达式中，由此获得实际的待测样品的实际冲击波速度u_s‑real、实际波后粒子速度u_p‑real和实际冲击压缩层折射率n_2‑real。