刘 扬,汤 伟,邵俊峰,刘立生

(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,吉林 长春 130033)

1 引 言

随着高能量、高功率激光技术的发展,激光诱导的热力学问逐渐成为激光与物质相互作用领域的研究重点。激光辐照效应是激光加工与制造为背景的工艺力学,以武器工程为背景的激光破坏效应及激光加固防护领域的共性基础科学问题。强激光的毁伤作用主要表现为对固体材料的热学效应和气化烧蚀引起的力学效应,在强激光辐照下易诱导效应物材料性状发生变化,使之产生温升、膨胀、熔融、汽化、飞散、击穿和层裂等损伤现象。不同功率密度的激光辐照效应物会引起不同的热致效应,以及热应力与热冲击等静、动力学效应。一般来说,较低功率密度的激光会造成效应物局部温升、热应力乃至熔融等热-力耦合效应；在中等功率密度的激光辐照下,靶材以熔融、烧蚀、气化等相变及其诱导的力学效应为主；高功率激光则会诱导效应物生成等离子体并引起高幅值冲击波,此时辐照主要表现为冲击效应,对于各向异性的非金属效应物则易发生层间开裂、浅表剥离、锥状穿孔形式的动力学破坏[1-5]。

国内外研究者对强激光烧蚀金属、合金等材料的辐照效应进行了大量模拟及实验,较为系统地开展了板式结构的辐照机理研究:Xiang-Yu Z等研究了YSZ全陶瓷涂层加固钛合金薄板在976 nm连续波激光辐照下的热力响应,发现其能提高基材的抗激光损伤能力[6]。……