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高速攝像機應用--激光空化

為了分析激光擊穿液體介質過程中的等離子腔體 、空泡脈動、近/遠場聲波特性等綜合效應 ,將高速攝影技術應用于水下激光擊穿研究.觀察到了激光擊穿形成的等離子體閃光 、空泡脈動 及潰滅過程, 通過對所得照片的分析, 得到了激光空泡生長的規(guī)律 ,實驗結果與已有的水下空泡理 論計算及采用光散射、壓力傳感器測量結果吻合較好 ,證明了高速攝影技術在水下激光擊穿產(chǎn)生空泡特性研究中的重要作用。

在液體中 ,激光功率密度超過液體的擊穿閾值 時 ,液體介質被擊穿,在擊穿區(qū)域形成發(fā)光的等離子 體腔體 ,等離子體繼續(xù)強吸收激光能量,腔體迅速膨 脹 ,形成空泡 ,空泡的脈動向液體中輻射脈沖聲波. 該過程即“光空化”現(xiàn)象 .激光與液體介質相互作用 導致的光空化效應是激光醫(yī)學、水下激光加工等領 域的基礎理論問題，目前水下激光擊穿空化現(xiàn)象實驗測試方法主要 有高速攝影技術、空泡激光散射測量 、高頻壓電傳感 測量等手段.其中用高速攝影技術來研究空泡的運 動規(guī)律有很多優(yōu)點 ,可以直觀的觀察空泡的產(chǎn)生 、脈動 、潰滅的近似完整的動態(tài)過程 ,通過對拍攝的照片 進行分析可以準確地得到空泡脈動的周期和空泡大半徑。