激光對瞬態(tài)過程檢測中的光學設計技術研究.pdf

1、等離子體的產(chǎn)生過程直接影響電爆炸法制備納米鋁粉的質量，而對等離子體進行檢測是完善制備工藝的必要條件。
　　理論分析了激光器所要達到的具體參數(shù)要求。在實驗臺上搭建了一臺聲光調Q激光器，對其輸出功率曲線及脈沖寬度進行了測量，分析了泵浦功率超過17W后激光功率下降的原因，為進一步改善激光器性能提供依據(jù)。分別進行了腔外倍頻與腔內(nèi)倍頻實驗，對腔內(nèi)倍頻激光器的輸出功率曲線及脈寬進行了測量，在一定的泵浦功率范圍，輸出功率能夠穩(wěn)定提升。在實驗平臺

2、上搭建了Mach-Zehnder干涉儀，采用腔內(nèi)倍頻激光器分別進行了連續(xù)光干涉與脈沖光干涉實驗，通過細致調節(jié)，獲得良好的干涉條紋。
　　提出了一種效率更高的耦合系統(tǒng)設計方案，光光效率可達22％。運用機械設計軟件設計了整套激光器零部件，并制造了的聲光調Q倍頻激光器樣機，對該激光器的輸出功率曲線及脈沖寬度進行了測試，發(fā)現(xiàn)光光效率可以達到27％，脈沖寬度為4.2ns，對其輸出功率的波動原因進行了分析并提出改進方案。利用刀口法測出該激光器

3、的遠場發(fā)散角為7.2mrad。
　　對激光擴束系統(tǒng)進行了研究，提出了一套對50×的折射式擴束系統(tǒng)進行改進的方案。經(jīng)采用Zemax軟件優(yōu)化設計，最終獲得了40×的三片式激光擴束系統(tǒng)，對其參數(shù)進行了分析預計該系統(tǒng)具有很好的擴束效果。
　　對光學成像系統(tǒng)在實驗室中進行了研究，根據(jù)實驗結果發(fā)現(xiàn)實際需求的成像系統(tǒng)應當滿足：主光線角小于7°，由多個透鏡組成且透鏡位置固定，焦距150mm，盡量減小像差。之后采用Zemax軟件進行設計優(yōu)化得

4、到一款三片式成像系統(tǒng)，對其參數(shù)分析，預計該系統(tǒng)能夠很好的滿足使用要求。
　　運用機械設計軟件設計了一整套干涉檢測設備，以激光器、Mach-Zehnder干涉儀、激光擴束系統(tǒng)及光學成像系統(tǒng)為部件，組建了干涉檢測系統(tǒng)。進行了現(xiàn)場測試，通過CCD可以觀察到爆炸腔充入惰性氣體的過程，發(fā)現(xiàn)在充氣過程中由于氣流擾動會導致條紋紊亂。對金屬絲爆炸并擴散的動態(tài)過程進行了觀測，發(fā)現(xiàn)膨脹速度最高可達5km/s，全部覆蓋爆炸區(qū)需要50μs。此外，還觀察到