高速攝像機應用--激光空化

為了分析激光擊穿液體介質過程中的等離子腔體 、空泡脈動、近/遠場聲波特性等綜合效應 ,將高速攝影技術應用于水下激光擊穿研究.觀察到了激光擊穿形成的等離子體閃光 、空泡脈動 及潰滅過程, 通過對所得照片的分析, 得到了激光空泡生長的規(guī)律 ,實驗結果與已有的水下空泡理 論計算及采用光散射、壓力傳感器測量結果吻合較好 ,證明了高速攝影技術在水下激光擊穿產生空泡特性研究中的重要作用。

在液體中 ,激光功率密度超過液體的擊穿閾值 時 ,液體介質被擊穿,在擊穿區(qū)域形成發(fā)光的等離子 體腔體 ,等離子體繼續(xù)強吸收激光能量,腔體迅速膨 脹 ,形成空泡 ,空泡的脈動向液體中輻射脈沖聲波. 該過程即“光空化”現(xiàn)象 .激光與液體介質相互作用 導致的光空化效應是激光醫(yī)學、水下激光加工等領 域的基礎理論問題，目前水下激光擊穿空化現(xiàn)象實驗測試方法主要 有高速攝影技術、空泡激光散射測量 、高頻壓電傳感 測量等手段.其中用高速攝影技術來研究空泡的運 動規(guī)律有很多優(yōu)點 ,可以直觀的觀察空泡的產生 、脈動 、潰滅的近似完整的動態(tài)過程 ,通過對拍攝的照片 進行分析可以準確地得到空泡脈動的周期和空泡大半徑。