马赫曾德尔干涉仪瞬态干涉条纹采集技术及其在激光等离子体测试中(6)

Ｉ引言硕士论文机理和测试进行了广泛而深入的研究，做了大量的实验和理论工作，得到了大量的有价值的实验和理论数据，揭示了一些重要的相互作用过程的规律。

１．２研究意义

随着科学工作者对激光技术研究的不断深入，激光等离子体在一些新的领域获得了新的应用。下面择其一二加以介绍。

１．激光等离子体在推进技术中的应用

传统的卫星发射，需要大型的化学燃料运载火箭。化学燃料推进的比冲较低【９】【１０１，约为２００～５００ｓ，有效载荷比约为１．５％，发射成本约为１００００美元／千克。化学燃料推进依靠的是化学燃料的燃烧，而激光推进利用的则是激光束辐照靶面产生的超音速喷射的等离子体，由于克服了燃烧温度的限制，等离子体的温度可达至ｌＪｌ０４Ｋ，同时比冲达到１０５Ｓ，与化学燃料相比，激光等离子体推进技术可以将发射费用降低两个数量级，实现近地轨道的发射费用约为几百美元／千克，同时大大降低推进剂的消耗。

２．激光点火的应用

当高能量激光聚焦在空气中，就会诱导空气击穿，形成高温高压的激光等离子体【ｌｌ】

【１２】。激光等离子体向外高速膨胀推动周围气体形成高速传播的冲击波，此时的冲击波已经满足了点火的要求。要想利用传统的点火装置稳定可靠地点燃空气和燃油的混合物，必须提高点火的电压和能量，点火电压超过４０ｋＶ，如此高的点火电压和能量反过来又影响了点火的可靠性，比如导致二次电压击穿、点燃时间的不稳定性、以及电极性能的退化和腐蚀等。因此必须频繁的更换火花塞，这样做造成了资源的浪费。

而利用激光点火可以克服上述困难，并且还具有其他的一些优势，比如可以精确控制点燃时间和点燃位置。又该点火方式可以在汽缸中心位置点燃，因此减少了汽缸壁的导热带来的能量损失。这样做既可以提高发动机的效率，而且又经济环保。但是在激光点火中，可靠的点燃阈值是最重要的，等离子体的发展过程对发动机的性能影响很大，所以必须深入研究激光等离子体的发展过程。

３．激光等离子体的其他应用

激光等离子体还有其他一些领域的应用，如激光引雷【１３１、激光等离子体清洗技术、激光等离子体在可控核聚变中的应用等。可控核聚变是解决能源危机的重要途径之一，主要方案包括磁约束和惯性约束聚变（ＩＣＦ）。１９９４年由美国利弗莫尔国家实验室研究人员提出的激光核聚变“快点火＂（ＦＤ方案，为ＩＣＦ点火开辟了一条很有希望的崭新途径。快点火方案是先由大型激光器将靶丸燃料压缩至高密度，但不必加热到点火温度，再由高功率激光器加热的快粒子穿过高密度等离子体区达到靶丸实现点火，该方案大大减小了传统方案中对称压缩和靶丸温度之间的矛盾，并且显著提高能量增益，从而降低可控核聚变研究在技术和经济上的需求。２

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