大气与真空环境下的激光驱动高速微粒发射装置
天体物理仪器与方法
2020-12-17 v1 材料科学
应用物理
光学
摘要
本文提出了一种在低真空条件下以高速发射单微粒的新方法。在全光学台式方法中，尺寸从几微米到几十微米的微粒根据粒子质量被加速至超声速。加速通过激光烧蚀过程实现，并利用具有纳秒时间分辨率的超高速多帧相机在自由空间中监测粒子。在低真空下，我们通过测量一系列粒子类型与尺寸的粒子速度评估当前平台性能，并展示了真空下的冲击波抑制与阻力减小。通过展示对聚乙烯的撞击，我们证明了该实验装置研究高速撞击下材料行为的能力。本方法适用于空间应用，特别是速度范围从数十 m/s 到数 km/s 的交会任务，以及包括撞击结合与撞击诱发侵蚀在内的广泛地面应用。
引用
@article{arxiv.1911.11572,
title = {Laser-Driven High-Velocity Microparticle Launcher In Atmosphere And Under Vacuum},
author = {David Veysset and Yuchen Sun and Steven E. Kooi and Jet Lem and Keith A. Nelson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.11572},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 9 figures, keywords: high-velocity launcher; microparticle impact; high-speed imaging; low vacuum; laser-based method; table-top system; ejecta; drag; blast; ballistic limit