一种利用激光烧蚀等离子体发射光谱信息判定烧蚀冲量的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用激光烧蚀等离子体发射光谱信息判定烧蚀冲量的方法及装置：该方法包括：①构建基于扭摆冲量测量装置和等离子体发射光谱测量装置；②获取扭摆系统振动角度；③计算激光烧蚀安装于靶材上的冲量；④获得等离子体光谱信息；⑤计算激光烧蚀产生的激光烧蚀等离子体电子数密度大小；⑥获得某一激光能量密度下的冲量大小。该装置包括用于测量激光烧蚀产生的冲量的扭摆冲量测量装置和等离子体发射光谱测量装置。本发明专利技术可避免扭摆法测量时环境干扰的影响，通过等离子体发射光谱测量装置判定激光烧蚀冲量大小。

【技术实现步骤摘要】
一种利用激光烧蚀等离子体发射光谱信息判定烧蚀冲量的方法及装置
本专利技术涉及一种利用激光烧蚀等离子体发射光谱信息判定激光烧蚀冲量的方法及其装置，属于激光烧蚀推进领域，国际分类号：G06F30/25；G06F119/14。
技术介绍
激光烧蚀冲量属于激光推进技术中“烧蚀模式”的一种，是利用激光与物质相互作用产生的烧蚀产物喷射形成的反作用力为基本原理。在激光烧蚀靶材过程中，主要的物理过程有靶材的受热升温、熔融气化、激光强度足够强时产生等离子体，以及高温气体或等离子体高速喷射产生推力等阶段。激光烧蚀冲量与其他推进方式相比，最本质的区别在于激光能量与靶材相分离，可远距离作用；根据靶材材料的不同，通过改变激光能量，可实现激光烧蚀冲量大小的调节；由于采用的是脉冲激光，因此冲量较小。具体来讲，激光烧蚀冲量技术利用固体激光器作为能量源，激光能量源发射的是脉冲激光，激光脉冲脉宽一般在毫秒量级以下，发射的激光通过整形聚焦于靶材表面，通过激光与物质的相互作用，形成烧蚀产物的喷射，产生冲量耦合，形成推力。通常，基于扭摆法的激光烧蚀冲量测量是通过构建扭摆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用激光烧蚀等离子体发射光谱信息判定烧蚀冲量的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/n步骤一：构建基于扭摆冲量测量装置和等离子体发射光谱测量装置；/n步骤二：激光烧蚀安装于扭摆上的靶材，激光烧蚀靶材产生的等离子体羽流作用于所述的扭摆冲量测量装置，进而使得扭摆冲量测量装置产生振动，从而获取扭摆系统振动角度；/n步骤三：根据获得的扭摆系统振动角度，根据冲量矩定理，计算激光烧蚀安装于靶材上的冲量；/n步骤四：由所述的等离子体发射光谱测量装置获得激光烧蚀靶材产生的等离子体光谱信息；/n步骤五：由所述的激光烧蚀等离子发射体光谱信息，通过选取典型谱线，根据光谱谱线的展宽，计算激光烧蚀产生的激光烧...

【技术特征摘要】
1.一种利用激光烧蚀等离子体发射光谱信息判定烧蚀冲量的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：构建基于扭摆冲量测量装置和等离子体发射光谱测量装置；
步骤二：激光烧蚀安装于扭摆上的靶材，激光烧蚀靶材产生的等离子体羽流作用于所述的扭摆冲量测量装置，进而使得扭摆冲量测量装置产生振动，从而获取扭摆系统振动角度；
步骤三：根据获得的扭摆系统振动角度，根据冲量矩定理，计算激光烧蚀安装于靶材上的冲量；
步骤四：由所述的等离子体发射光谱测量装置获得激光烧蚀靶材产生的等离子体光谱信息；
步骤五：由所述的激光烧蚀等离子发射体光谱信息，通过选取典型谱线，根据光谱谱线的展宽，计算激光烧蚀产生的激光烧蚀等离子体电子数密度大小；
步骤六：由所述的激光烧蚀等离子体电子数密度与所述的冲量大小，建立两者之间的定标关系，通过激光烧蚀等离子体发射光谱信息获得某一激光能量密度下的冲量大小。


2.一种利用激光烧蚀等离子体发射光谱信息判定烧蚀冲量的装置，其特征在于：该装置包括用于测量激光烧蚀产生的冲量的扭摆冲量测量装置(1)和等离子体发射光谱测量装置(2)，其中扭摆冲量测量装置(1)包括：扭摆横梁(101)，弹性枢轴(102)、扭摆支架(103)、安装靶材(104)、位移传感器(105)、阻尼装置(106)、扭摆竖轴(107)；
扭摆横梁(101)安装于扭摆竖轴(107)中心，弹性枢轴(102)用于连接扭摆竖轴(107)与扭摆支架(103)，安装靶材(104)位于扭摆横梁(101)任意一端，位移传感器(105)位于扭摆横梁(101)任意一端的任意一侧，用于记录扭摆横梁(101)的振动位移，阻尼装置(106)位于扭摆横梁(101)一端的外侧，用于施加给横梁振动的阻尼力；
等离子体发射光谱测量装置(2)，包括：光谱仪(201)、光纤(202)、透镜组(203)；还包括时序控制器(3)，用于连接并触发光谱仪(201)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：常浩，洪延姬，叶继飞，周伟静，李南雷，邢宝玉，杜邦登，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：北京;11