Исследование взаимодействия интенсивного лазерного излучения с углеродными аэрозольными частицами

• Автор: Суторихин, И.А.
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 122 c. : ил

ГЛАВА I. Взаимодействие лазерного излучения с твердым аэрозолем
§ 1.1. Оптичесние возмущения среды вокруг нагретых аэрозольных частиц
§ 1.2. Микрофизические и оптические параметры углеродного аэрозоля
§ 1.3. Кинетика реакций при горении углеродных частиц
§ 1.4. Расчетные соотношения для скорости горения и температуры горящих углеродных частиц
Глава II. Экспериментальные исследования динамики горения углеродных частиц в поле лазерного излучения
§ 2.1. Методика измерений и описание экспериментальной установки
§ 2.2. Инициирование горения углеродных частиц в поле лазерного излучения с длинами волн 10,б и 1,06мкм
§ 2.3. Исследование нагрева углеродных частиц в модельных газовых средах
Глава III. Исследование температуры горящих углеродных частиц
§ 3.1. Методика эксперимента и описание установки по исследованию динамики температуры углеродных частиц
§ 3.2. Температура поверхности углеродных частиц в поле интенсивного лазерного излучения
§ 3.3. Измерение температуры частиц как метод определения интенсивности лазерного излучения
§ 3.4. Динамика выхода летучих из частиц каменного угля при скоростном нагреве лазерным излучением
Заключение
Литература

За относительно короткий срок лазерная техника нашла многообразное применение в науке и технике. Это обусловлено в первую очередь специфическими свойствами лазерного излучения, такими как высокая степень монохроматичности, большая спектральная яркость, когерентность и пространственная ограниченность лазерных пучков.
Возможность широкого использования лазеров для связи, передачи информации, локации, сверхточного определения расстояния до удаленных объектов, дистанционного зондирования параметров различных сред и других целей существенно стимулировало исследование закономерностей распространения лазерного излучения в атмосфере [1-б]
На распространение оптической волны в атмосфере оказывает влияние ряд эффектов, связанных с молекулярным поглощением и рассеянием атмосферными газами, аэрозольным,комбинационным и резонансным рассеянием, рефракцией, нелинейным взаимодействием излучения со средой. Как правило, упомянутые явления могут рассматриваться независимо, что позволяет решать сложную задачу распространения оптического сигнала в атмосфере по частям [2]
Применение лазеров повышенной мощности для атмосферно— оптических исследований, выдвинуло в число наиболее актуальных исследования по нелинейному взаимодействию интенсивного лазерного пучка с аэрозольно-дисперсными средами [з,б]
Причиной оптической нелинейности аэрозольной атмосферы преимущественно являются необратимые диссипативные процессы, приводящие к испарению, горению, изменению форш и температуры аэрозольных частиц при воздействии мощного оптического излучения.
С точки зрения общности механизмов оптической нелинейности

Возникшее расхождение, в частности, можно объяснить тем, что в
ложки из алюминия или серебра и это вносило определенные искажения в процесс тепло-и массобмена по сравнению с реальными условиями горения одиночных частиц в свободно взвешенном состоянии.
Настоящая Глава IIосвящена экспериментальным исследованиям скорости горения углеродных частиц в поле непрерывного лазерного излучения.
Для экспериментальных исследований динамики горения углеродных частиц в поле лазерного излучения был выбран метод непосредственной микрокиносьемки процесса скоростной кинокамерой
схема которой приведена на рис. 2.1.
Излучение от воздействующего лазера (I) марки ЛГ-25Б с дличерез диафрагму (2), с помощью которой осуществлялась селекция одной поперечной моды , и посредством поворотного зеркала (3)
плоского или сферического с фокусным расстоянием 6 см направлялось на исследуемую частицу (4). Частица устанавливалась на торцевую часть кварцевой нити диаметром 20-30 мкм. Кварцевая нить закреплялась в оптическом столике с микроподвижками. Для точного наведения пучка воздействующего излучения на частицу соосно с ним посредством пластинки из йодистого цезия или кварца (5) посылался пучок видимого излучения с длиной волны 0,63 мкм от лазера (6). Динамика горения регистрировалась скоростной кинокамерой СКС-Ім (7), совмещенной с микроскопом МПИ-5 (8). В целях повышения контрастности
экспериментах
исследуемые частицы помещались на плоские под-
§2.1 Методика измерений и описание экспериментальной установки.
метод был реализован в экспериментальной установке
ной волны =10,6 мкм или ЛТН - 101 с Л2 =1,06 мкм проходило