[发明专利]组合激光产生激光吸收波装置及方法

说明书

一种组合激光产生激光吸收波的装置及方法，属于激光技术领域。本发明的目的是通过增加激光吸收波的传播速度从而延长激光吸收波破的维持时间，以此增加激光吸收波冲击力维持时间的组合激光产生激光吸收波的装置及方法。本发明在对应样本目标点增设连续绿激光器和第二聚焦透镜，连续绿激光器和第二聚焦透镜的发射目标点与第一激光器、第一聚焦透镜发射点相同；在第一激光器与连续绿激光器前端分别安装有第一光电探测器和第二光电探测器，第一光电探测器和第二光电探测器均与示波器连接，第一激光器与连续绿激光器均与延时发生装置连接，延时发生装置与高速相机连接。本发明为激光吸收波加速，从而延长传播时间提供一种有效途径。

技术领域

本发明属于激光技术领域。

背景技术

随着航天领域相关技术的飞速发展，空间碎片逐渐增多，由于碎片的相对速度较大，因此具有巨大的破坏力，太空碎片若与运作中的人造卫星、载人飞船或国际空间站相撞，会危及到设备甚至宇航员的生命，这给航天事业带来巨大安全隐患。激光推进技术可以用于清除所在轨道的空间碎片。激光推进技术利用高功率激光辐照目标碎片产生激光吸收波从而获得推进力，使得空间碎片完成轨道转换从而避免碰撞。

目前，比较常用激光吸收波的产生方法如图1所示，101为激光器，102为焦距100mm的聚焦透镜，103为532nm连续绿激光器，104为10倍扩束器，105为样本，106为为焦距50mm的聚焦透镜，107为滤光衰减片，108为高速相机。在已知的单脉冲激光在产生激光吸收波方法中，存在以下不足；当单一激光器为长脉冲激光时，长脉冲激光主要通过热传递方式产生等离子体进而产生激光吸收波，激光吸收波的传播速度相对较小，从而导致激光吸收波所产生的冲击力很小。当单一激光器为短脉冲激光时，短脉冲激光主要通过非加热方式产生等离子体进而产生激光吸收波，激光吸收波尽管速度相对较快，但维持时间较短，从而导致激光吸收波所产生的冲击力维持时间很短。目前，现有单一激光无法解决由于其激光参数调节有限，而导致的激光吸收波产生的冲击力强度小、持续时间短等问题。

发明内容

本发明的目的是在原有单一脉冲激光的基础上，增加一条激光光路形成组合脉冲激光促进激光吸收波加速技术，从而通过增加激光吸收波的传播速度从而延长激光吸收波破的维持时间，以此增加激光吸收波冲击力维持时间的组合激光产生激光吸收波的装置及方法。

本发明在对应样本目标点增设连续绿激光器和第二聚焦透镜，连续绿激光器和第二聚焦透镜的发射目标点与第一激光器、第一聚焦透镜发射点相同；在第一激光器与连续绿激光器前端分别安装有第一光电探测器和第二光电探测器，第一光电探测器和第二光电探测器均与示波器连接，第一激光器与连续绿激光器均与延时发生装置连接，延时发生装置与高速相机连接。

本发明装置的工作过程是：

S1、第一激光器发射激光之前向延时发生装置经IO触发线传输数字触发信号，延时发生装置开始计时，达到已经设置好的延时情况下分别经IO触发线传输数字触发信号至高速相机和第二激光器，高速相机和第二激光器接收到触发信号后开始工作，触发时序；

S2、当第一光电探测器检测到第一激光器发出激光时，将光信号转花成电信号传输至示波器，第二光电探测器检测到第二激光器发出激光时，也将光信号转花成电信号传输至示波器，通过示波器两电信号的上升沿可得第一激光器和第二激光器的脉冲延时，使得示波器测得的脉冲延时为0.8ms和1.4ms；

S3、第一激光器发射激光经过第一聚焦透镜，聚焦透镜把激光聚焦到mm量级，从而第一激光器发射出的激光辐照在样本上，产生激光等离子体；

S4、第二激光器发出的激光经过第二聚焦透镜，聚焦透镜把激光聚焦到mm量级，从而第二激光器发射出的激光辐照在样本上；

S5、第一激光器、第一聚焦透镜和样本构成激光输出第一路光路，第二激光器、第二聚焦透镜和样本构成激光输出第二路光路，激光输出第一路光路与激光输出第二路光路的夹角不大于5°。

本发明吸收波的方法步骤是：