[發明專利]一種激光燒蝕驅動不規則目標二維沖量測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202110698836.3
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113405993B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 陳川;張品亮;宋光明;武強;曹燕;龔自正;李明
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/84
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理有限公司 11435
• 代理人: 郭棟梁

本申請提供一種激光燒蝕驅動不規則目標二維沖量測量裝置，包括：用于發射激光的激光發射裝置、用于聚焦激光的聚焦透鏡、用于放置目標樣品的靶標固定工裝、用于懸吊靶標固定工裝的懸吊裝置、沿激光發射的軸線方向設置的第一位移測量裝置以及垂直于激光發射的軸線方向設置的第二位移測量裝置；激光發射裝置、聚焦透鏡以及靶標固定工裝沿同一水平線依次橫向布置；靶標固定工裝可在激光燒蝕目標樣品產生的沖量的作用下自由擺動；第一位移測量裝置和第二位移測量裝置位于同一水平面上，二者分別用于測量各自所在方向上的靶標固定工裝的擺動量。本申請可同時測量激光燒蝕驅動不規則目標在水平面兩個垂直方向產生沖量。

技術領域

本申請涉及激光燒蝕技術領域，尤其涉及一種激光燒蝕驅動不規則目標二維沖量測量裝置及方法。

背景技術

激光燒蝕驅動技術在激光推進、空間碎片移除、超高速發射領域都有廣泛應用。該技術的應用依賴于描述激光與物質相互作用沖量產生規律的研究。目前，該領域研究主要通過激光燒蝕驅動微沖量測量系統。現有的測量系統只能測量一維沖量大小，所以只能針對預期沖量方向已知的平面或規則形狀目標，讓其預期沖量方向在測量系統的測量軸線上。但是目前在激光燒蝕驅動移除空間碎片、激光燒蝕驅動偏轉防御小行星等領域，激光燒蝕驅動作用的目標多為不規則形狀目標，對其進行沖量測量前無法預計其沖量方向，這就導致使用傳統一維測量系統進行測量時會有垂直于測量軸線的沖量無法被測量，導致實驗結果出現偏差，無法真實反映目標在激光作用下獲得的沖量情況。為此，本申請提出一種激光燒蝕驅動不規則目標二維沖量測量裝置及方法。

發明內容

本申請的目的是針對以上問題，提供一種激光燒蝕驅動不規則目標二維沖量測量裝置及方法。

第一方面，本申請提供一種激光燒蝕驅動不規則目標二維沖量測量裝置，包括：用于發射激光的激光發射裝置、用于聚焦激光的聚焦透鏡、用于放置目標樣品的靶標固定工裝、用于懸吊所述靶標固定工裝的懸吊裝置、沿激光發射的軸線方向設置的第一位移測量裝置以及垂直于激光發射的軸線方向設置的第二位移測量裝置；

所述激光發射裝置、所述聚焦透鏡以及所述靶標固定工裝沿同一水平線依次橫向布置；所述靶標固定工裝可在激光燒蝕所述目標樣品產生的沖量的作用下自由擺動；所述第一位移測量裝置和所述第二位移測量裝置位于同一水平面上，二者分別用于測量各自所在方向上的所述靶標固定工裝的擺動量。

根據本申請某些實施例提供的技術方案，所述靶標固定工裝為中空的正方體結構；所述靶標固定工裝朝向所述聚焦透鏡的一側開設有放置口。

根據本申請某些實施例提供的技術方案，所述懸吊裝置包括吊裝支架以及長度相等的四根懸吊繩；四根所述懸吊繩分別固定連接在所述靶標固定工裝的頂部四角處，且四根所述懸吊繩的自由端固定在所述吊裝支架上的同一點。

根據本申請某些實施例提供的技術方案，所述靶標固定工裝的不具有所述放置口的三個側面的外表面分別為光潔平面。

根據本申請某些實施例提供的技術方案，所述第一位移測量裝置和所述第二位移測量裝置分別為激光位移傳感器。

第二方面，本申請提供一種采用如上所述的激光燒蝕驅動不規則目標二維沖量測量裝置的激光燒蝕驅動不規則目標二維沖量測量方法，所述方法包括以下步驟：

通過所述第一位移測量裝置和所述第二位移測量裝置獲取所述靶標固定工裝在第一方向的最大擺動量dx和在第二方向的最大擺動量dy；

根據所述靶標固定工裝在第一方向的最大擺動量dx，采用沖量計算算法計算目標樣品在第一方向的沖量值Ix；

根據所述靶標固定工裝在第二方向的最大擺動量dy，采用沖量計算算法計算目標樣品在第二方向的沖量值Iy。

根據本申請某些實施例提供的技術方案，根據所述靶標固定工裝在某一方向的最大擺動量d，采用沖量計算算法計算目標樣品在該方向的沖量值I的方法包括：