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纳秒激光对铝合金和不锈钢的烧蚀特性研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:O434[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900, [2]电子科技大学物理电子学院,四川成都610054
  • 相关基金:国家自然科学基金(61178018)
中文摘要:

针对激光驱动惯性约束聚变(LICF)装置中靶室常用的几种铝合金和不锈钢材料,采用波长为1064nm、脉宽为8ns的基频激光进行烧蚀实验,研究了不同激光能量密度下其质量损失同辐照激光脉冲数的关系,测试了烧蚀深度随激光能量密度增长的关系。研究表明,铝合金在激光能量密度大于1.0J/cm2时有明显烧蚀,激光通量为1.2~5.2J/cm2时,质量烧蚀速率增长缓慢,平均质量烧蚀速率为2.31±0.89μg/cm2/shot。铝合金的烧蚀深度随激光能量密度增加而增加,不锈钢的烧蚀深度先增加而后呈下降趋势;铝合金的烧蚀深度明显高于不锈钢的烧蚀深度。基于材料对激光的吸收率明显的不同,分析了其烧蚀机理。该研究对LICF靶室材料的选取及金属的激光打孔、切割等加工有一定的参考意义。

英文摘要:

Nanosecond laser damage of several aluminum and stainless steel are investigated, which materials are commonly used in the target chamber of laser drive inertial confinement fusion (LICF) device. The experimental data on mass removal and ablation depth during 1064 nm, 8 ns fundamental frequency laser ablation are measured. The results show that the aluminum is ablated obviously when the laser fluence is greater than 1.0 J/cm2. The ablation rate of aluminum increased slowly, which has an average value of 2.31±0.89 μg/cm2/shot under laser fluence of 1.2- 5.2 J/cm2. Furthermore, the ablation depth of aluminum increases with the increase of laser fluence, while that of stainless steel increases at first and then decreases. Aluminum alloy's ablation depth is significantly higher than that of stainless steel. The ablation mechanism is discussed. The 1064 nm laser absorption of stainless steel is much higher than that of aluminum, which effects the laser energy deposition processes. This study is very helpful to LICF target chamber materials' selection and laser drilling or cutting of the metals.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849