一种激光驱动非金属飞片的方法及实现装置

摘要

本发明公开了一种激光驱动非金属飞片的方法，将激光器产生一束激光入射到沉积在一光学玻璃上的烧蚀层，使烧蚀层材料瞬间蒸发、气化和电离，产生高温高压的等离子体，由于受光学玻璃的约束，等离子体产生的高压冲击波作用在烧蚀层另一面上、且位于入射区前面的一非金属薄膜上，从而将剩余的非金属薄膜剪切，并将其以高速驱动，从而形成超高速飞片。本发明可以弥补当前激光驱动飞片只能发射金属粒子的缺陷，实现了非金属粒子发射。在空间科学中采用激光驱动飞片方式模拟空间碎片环境时，通过交替使用飞片材料种类而达到高效模拟碎片环境的目的。也可以应用在高压物理学、空间科学、材料微成形技术和炸药快速起爆等领域。

主权项

一种实现激光驱动非金属飞片的方法的装置，其中，激光驱动非金属飞片的方法是：将激光器产生一束激光入射到沉积在一光学玻璃上的烧蚀层，使烧蚀层材料瞬间蒸发、气化和电离，产生高温高压的等离子体，由于受光学玻璃的约束，等离子体产生的高压冲击波作用在烧蚀层另一面上、且位于入射区前面的一非金属薄膜上，从而将剩余的非金属薄膜剪切，并将其以高速驱动，从而形成超高速飞片；实现上述激光驱动非金属飞片的方法的装置是：采用脉冲宽度为纳秒和皮秒量级的激光器作为发光源，该激光器发射的激光先经过一聚光镜形成一束光，在一束光的投射方向上放置有一光学玻璃，该光学玻璃的背面依次设有烧蚀层和非金属薄膜，所述烧蚀层由反射率小于10％的物质构成，其特征在于：所述烧蚀层的厚度m为：其中，A：烧蚀层材料的原子量；Z：等离子体的平均电离电荷；I：入射激光能量密度，单位为W/cm²；λ：入射光波长，单位为nm；τ：激光脉宽，单位为ns。