激光声特性与激光脉冲能量对应关系研究

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1、第38卷第lO期激光与红外Vo1．38，No．102008年10月IASER＆INFRAREDOctober，2008文章编号：1001-5078(2008)10-0981-03·激光技术与应用·激光声特性与激光脉冲能量对应关系研究王雨虹，王江安，宗思光，马治国(海军工程大学电子工程学院光电研究所，湖北武汉430033)摘要：分析了激光脉)中能量与激光声特性的对应关系。采用脉冲能量可调的Nd：YAG激光器产生激光声信号，利用水听器测量激光声信号。结果表明，激光脉冲能量在70～300mJ范围内变化时，随着激光脉冲能量的增加，激光声信号峰值声压具有线性增加的趋势，等离子体膨胀声波与空

2、泡溃灭声波的时间间隔也相应增加，等离子体膨胀声波的峰值声压比空泡溃灭声波的峰值声压低，激光声信号的主频与脉冲能量的对应关系较弱。关键词：脉冲能量；声特性；对应关系中图分类号：0426．3文献标识码：ACoincidenceRelationBetweenLaserPulseEnergyandHydroacousticSpecialityWANGYu-hong，WANGJiang—an，ZONGSi—guang，MAZhi—guo(CollegeofElectronicEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China

3、)Abstract：Thecoincidencerelationbetweenlaserpulseenergyandhydroaeousticspecialtywasanalyzed．Achromaticaberrationlenssystem，Nd：YAGlaserwhichpulseenergyisadjustable，ahydrophoneandadigitaloscilloscopeareusedtogenerateandrecordlaserinducedhydroacousticsigna1．Theconclusionsasfollows：First，whenthep

4、ulseener-gyincreaseswithintherangefrom70mJto300mJ，thepeakpressuresoflaser-inducedhydroacousticlinearlyin—crease，theintervalbetweenplasmaexpandinginducedhydroacousticandbubblecollapseinducedhydroacousticin—creasecorrespondingly．Second，thepeakpressureofbubblecollapseinducedhydroacousticishigher

5、thanthatofplas—maexpandinginducedhydroacoustic．Third，thereisaweakrelationbetweenthefrequencyoflaserinducedhydroa—cousticandlaserpulseenergy．Keywords：pulseenergy；hydroacousticspecialty；coincidencerelation1引言手术领域。国内的大连测控技术研究所对大功率二激光脉冲聚焦于水中，当聚焦区域的激光能量氧化碳激光器产生的激光声的远场进行了研究，南密度达到或超过水的击穿阈值时，会引起水介质的京

6、理工大学的倪晓武等人对水下激光加工、激光空光击穿¨。光击穿会伴随着等离子体闪光、空泡脉泡运动特性、激光声的近场研究较多J。研究近动和声辐射等现象J，其中光击穿时等离子体膨胀场的目的是进行激光加工或激光手术，研究远场的产生的声波和随后空泡溃灭产生的声波统称为激光目的是把激光声作为探测声源。声，前者称为等离子体膨胀声波，后者称为空泡溃灭声波。激光声在近距离(厘米量级)以冲击波的形基金项目：武器装备预研基金项目(N0．514O001OlO5JB1101)；式存在，在远距离衰变成普通声波。德国的A．Vo—武器装备预研重点基金项目(No．9140A14060207JB11)资助。作者简介：

7、王雨虹(1974一)，男，博士研究生，研究方向为激光gel等人对小功率激光产生的激光声的近场进行了击穿透明液体声特性研究。E—mail：wyhlgx230@126．con研究并建立了数值计算模型，主要应用于医学眼科收稿日期：2008-04—12：修订日期：2008-05-21982激光与红外第38卷目前，对激光击穿液体介质产生的等离子体膨胀3．1激光声信号峰值声压特性与脉冲能量的对应声波与空泡溃灭声波进行综合分析的研究报道很少，关系同时由于激光脉冲参数、实验计量手段的差异，导致图