小焦斑纳秒激光烧蚀铝平面靶的数值研究

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

小焦斑纳秒激光烧蚀铝平面靶的数值研究

龙城德, 赵斌, 袁鹏, 胡广月, 郑坚

文章导航 > 强激光与粒子束 > 2014 > 26: 102005

上一篇

下一篇

龙城德, 赵斌, 袁鹏, 等. 小焦斑纳秒激光烧蚀铝平面靶的数值研究[J]. 强激光与粒子束, 2014, 26: 102005. doi: 10.11884/HPLPB201426.102005

引用本文:

龙城德, 赵斌, 袁鹏, 等. 小焦斑纳秒激光烧蚀铝平面靶的数值研究[J]. 强激光与粒子束, 2014, 26: 102005. doi: 10.11884/HPLPB201426.102005

Long Chengde, Zhao Bin, Yuan Peng, et al. Simulation of expansion of aluminum plasmas produced by a small focal spot nanosecond laser irradiation[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2014, 26: 102005. doi: 10.11884/HPLPB201426.102005

Citation:

Long Chengde, Zhao Bin, Yuan Peng, et al. Simulation of expansion of aluminum plasmas produced by a small focal spot nanosecond laser irradiation[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2014, 26: 102005. doi: 10.11884/HPLPB201426.102005

小焦斑纳秒激光烧蚀铝平面靶的数值研究

doi: 10.11884/HPLPB201426.102005

龙城德^1,2,
赵斌^1,2, ,,
袁鹏^1,2,
胡广月^1,2,
郑坚^1,2

1.
中国科学技术大学近代物理系, 合肥 230026;
2.
中国科学技术大学中国科学院近地空间环境重点实验室, 合肥 230026

通讯作者:
赵斌

Simulation of expansion of aluminum plasmas produced by a small focal spot nanosecond laser irradiation

Long Chengde^1,2,
Zhao Bin^{1,2
, ,},
Yuan Peng^1,2,
Hu Guangyue^1,2,
Zheng Jian^1,2

1.
Department of Modern Physics,University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China;
2.
CAS Key Laboratory of Geospace Environment,University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China

摘要: 用二维辐射流体程序Flash模拟了小焦斑纳秒激光与铝平面靶的相互作用过程,其中入射激光的聚焦半径为25 m,峰值强度约为1013 W/cm2,波长为532 nm。模拟发现激光通道上的等离子体出现了密度排空的现象,激光焦斑外侧出现环状的射流结构。激光通道上密度排空现象对电子热输运的计算较为敏感,对比干涉实验测量的密度分布,确定了模拟中限流因子的取值为0.08。通过考察辐射致冷与电子横向热输运对等离子体膨胀运动的影响,对环状射流结构的形成原因给出了物理解释,并在模拟上验证了辐射冷却在其形成过程中的主导作用。
- 辐射流体程序Flash /
- 激光烧蚀 /
- 辐射冷却 /
- 电子热输运 /
- 环状射流
Abstract: With the help of radiation hydrodynamic code Flash, we simulated the ablation process of a small focal-spot nanosecond laser irradiation on an aluminum planar target. The irradiating laser has a focal spot radius of 25 m and maximum intensity of about 1013 W/cm2 with wavelength of 532 nm. In our simulations, it is observed that electron density in the laser channel is relatively lower than the ambient one in some coronal region. This phenomenon is found to be sensitive to the electron heat conduction model. By comparing simulation results with our experimental electron density profiles, flux limit factor of 0.08 is then determined in our simulation. The annular jet also occurs in our simulations and experiments. The mechanism of annular jet formation is analyzed and discussed, which is mainly related to the radiative cooling.
- radiation hydrodynamic code Flash /
- laser ablation /
- radiation transport /
- electron heat transport /
- annular jet

[1]	刘嘉锡, 伍俊英, 杨利军, 李姚江, 吴姣姣, 鲁建英, 陈朗. 单脉冲飞秒激光烧蚀炸药过程的热效应研究 . 强激光与粒子束, 2020, 32(7): 071007-1-071007-9. doi: 10.11884/HPLPB202032.200061
[2]	王学德, 李一鸣, 聂祥樊, 贾文铜, 田乐, 李翔. 微激光冲击DZ17G合金的表面完整性影响研究 . 强激光与粒子束, 2017, 29(08): 089001-. doi: 10.11884/HPLPB201729.160550
[3]	姜学东, 王彧, 陈纪然, 王昕, 王超. 热阻塞效应对激光辐照靶材烧蚀过程的影响分析 . 强激光与粒子束, 2017, 29(12): 129001-. doi: 10.11884/HPLPB201729.170145
[4]	沈双晏, 金星, 李倩. 空间碎片典型材料激光烧蚀反喷羽流实验研究 . 强激光与粒子束, 2015, 27(05): 051014-. doi: 10.11884/HPLPB201527.051014
[5]	彭丽勇, 唐鹏, 林家新, 郭亮, 张庆茂. 飞秒激光烧蚀0Cr18Ni9不锈钢精度的影响因素 . 强激光与粒子束, 2014, 26(08): 081016-. doi: 10.11884/HPLPB201426.081016
[6]	李静, 郑轶, 罗晋, 陈松林, 关振威, 梁璐. 航空复合涂层材料的激光烧蚀效应 . 强激光与粒子束, 2014, 26(02): 029003-. doi: 10.3788/HPLPB201426.029003
[7]	陈敏孙, 江厚满, 焦路光, 李君神, 刘泽金. 切向气流作用下玻璃纤维复合材料的激光辐照效应 . 强激光与粒子束, 2013, 25(05): 1075-1080. doi: 10.3788/HPLPB20132505.1075
[8]	常浩, 金星, 文明, 叶继飞, 李南雷. 激光烧蚀冲量耦合系数解析计算模型 . 强激光与粒子束, 2013, 25(05): 1110-1114. doi: 10.3788/HPLPB20132505.1110
[9]	刘院省, 刘世炳, 陈涛. 激光诱导铜等离子体中激发态4d′⁴F_9/2的瞬态特性 . 强激光与粒子束, 2010, 22(11): 0- .
[10]	袁春华, 李晓红, 唐多昌, 杨宏道. 纳秒激光脉冲诱导硅表面微结构 . 强激光与粒子束, 2010, 22(02): 0- .
[11]	王世俊, 王英龙, 丁学成, 梁伟华, 邓泽超, 褚立志, 傅广生. 激光脉冲波形对烧蚀Si靶表面温度的影响 . 强激光与粒子束, 2010, 22(08): 0- .
[12]	曾先才, 盛家田, 李蒙, 张利发, 高耀明, 李沄生, 冯庭桂. CH薄膜非平衡辐射烧蚀的特性 . 强激光与粒子束, 2004, 16(02): 0- .
[13]	许琰, 赖东显, 冯庭桂, 蓝可. 辐射烧蚀铝箔数值模拟研究 . 强激光与粒子束, 2001, 13(03): 0- .
[14]	杨家敏, 丁耀南, 陈正林, 孙可煦, 王红斌, 王耀梅, 张文海, 郑志坚. 中低Z材料辐射烧蚀实验研究 . 强激光与粒子束, 2000, 12(04): 0- .
[15]	冯杰, 李三伟, 何海恩, 丁耀南, 成金秀. 0. 35 μm强激光对金平面靶烧穿厚度的测量 . 强激光与粒子束, 1998, 10(01): 0- .
[16]	叶文华, 张维岩, 陈光南. 激光烧蚀瑞利－泰勒不稳定性模拟 . 强激光与粒子束, 1998, 10(03): 0- .
[17]	丁耀南, 杨家敏, 郑志坚, 易荣清, 成金秀, 何海恩, 黄天暄, 孙可煦, 李楠, 王耀梅, 崔延莉, 胡昕, 陈久森, 温天舒, 于艳宁, 温树槐, 赵永宽. 软X光辐射烧蚀实验方法研究 . 强激光与粒子束, 1997, 09(01): 0- .
[18]	朱文辉, 李志勇, 周光泉, 刘朝晖. 约束靶面黑漆涂层对激光冲击波的影响 . 强激光与粒子束, 1997, 09(03): 0- .
[19]	李三伟, 冯杰, 王耀梅, 于燕宁. Al和C8H8的激光烧蚀深度测量 . 强激光与粒子束, 1997, 09(01): 0- .
[20]	冯杰, 李三伟, 丁永坤, 温树槐, 何海恩, 丁耀南, 成金秀, 王大海, 郑志坚. 碳氢靶强激光烧蚀特性 . 强激光与粒子束, 1997, 09(04): 0- .

WeChat

点击查看大图

计量

文章访问数: 544
HTML全文浏览量: 40
PDF下载量: 253
被引次数: 0

小焦斑纳秒激光烧蚀铝平面靶的数值研究

doi: 10.11884/HPLPB201426.102005

1. 中国科学技术大学近代物理系, 合肥 230026;

2. 中国科学技术大学中国科学院近地空间环境重点实验室, 合肥 230026

通讯作者: 赵斌

收稿日期: 2014-04-21
修回日期: 2014-06-01
刊出日期: 2014-09-23

关键词:

辐射流体程序Flash /

电子热输运 /

摘要: 用二维辐射流体程序Flash模拟了小焦斑纳秒激光与铝平面靶的相互作用过程,其中入射激光的聚焦半径为25 m,峰值强度约为1013 W/cm2,波长为532 nm。模拟发现激光通道上的等离子体出现了密度排空的现象,激光焦斑外侧出现环状的射流结构。激光通道上密度排空现象对电子热输运的计算较为敏感,对比干涉实验测量的密度分布,确定了模拟中限流因子的取值为0.08。通过考察辐射致冷与电子横向热输运对等离子体膨胀运动的影响,对环状射流结构的形成原因给出了物理解释,并在模拟上验证了辐射冷却在其形成过程中的主导作用。

English Abstract

龙城德, 赵斌, 袁鹏, 等. 小焦斑纳秒激光烧蚀铝平面靶的数值研究[J]. 强激光与粒子束, 2014, 26: 102005. doi: 10.11884/HPLPB201426.102005

引用本文:

龙城德, 赵斌, 袁鹏, 等. 小焦斑纳秒激光烧蚀铝平面靶的数值研究[J]. 强激光与粒子束, 2014, 26: 102005. doi: 10.11884/HPLPB201426.102005

Long Chengde, Zhao Bin, Yuan Peng, et al. Simulation of expansion of aluminum plasmas produced by a small focal spot nanosecond laser irradiation[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2014, 26: 102005. doi: 10.11884/HPLPB201426.102005

Citation:

Long Chengde, Zhao Bin, Yuan Peng, et al. Simulation of expansion of aluminum plasmas produced by a small focal spot nanosecond laser irradiation[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2014, 26: 102005. doi: 10.11884/HPLPB201426.102005

全文HTML

/

下载: 全尺寸图片幻灯片

分享

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

返回

版权所有 © 2014 中国工程物理研究院科技信息中心蜀ICP备06003668号

通信地址: 四川省绵阳919信箱805分信箱 (621900)刊社地址: 四川省绵阳市游仙区科学城科技信息中心电话: 0816-2485753传真：0816-2483701Email：HPLPB@caep.cn

本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发技术支持: info@rhhz.net