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飞秒激光精细加工含能材料

王文亭 胡冰 王明伟

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飞秒激光精细加工含能材料

王文亭, 胡冰, 王明伟

Femtosecond laser fine machining of energetic materials

Wang Wen-Ting, Hu Bing, Wang Ming-Wei
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  • 介绍了飞秒激光脉冲特点及其与物质相互作用机理, 论述了飞秒激光微加工含能材料技术特点及优势, 综述了飞秒激光加工含能材料技术及发展. 讨论了飞秒激光加工含能材料技术进一步发展所需的实验与理论研究工作以及相应的研究方案和关键技术.
    In this article, the characteristics of femtosecond laser pulses and the interaction mechanism between them and materials are described, and the characteristics and advantages of femtosecond laser micromachining of energetic materials are discussed. The technology and development of the femtosecond laser machining of energetic materials are reviewed. The experimental and theoretical research of femtosecond laser machining of energetic materials and the corresponding research scheme and key techniques for further development are discussed.
    • 基金项目: 强场激光物理国家重点实验室开放基金(中国科学院上海光学精密机械研究所)、 国家自然科学基金(批准号: 11174158, 61137001)和天津市自然科学基金重点项目(批准号: 12JCZDJC20200)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Open Fund of the State Key Laboratory of High Field Laser Physics, China (Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11174158, 61137001) and the Tianjin Natural Science Foundation, China (Grant No. 12JCZDJC20200).
    [1]

    Yamane K, Kito T, Morita R, Yamashita M 2004 CLEO Washington D C May 16-21, 2004 p1045

    [2]

    Perry M D, Pennington D, Stuart B C, Tietbohl G, Britten J A, Brown C, Herman S, Golick B, Kartz M, Miller J, Powell H T, Vergino M, Yanovsky V 1999 Opt. Lett. 24 160

    [3]

    Minoshima K, Kowalevicz A M, Hartl I, Ippen E P, Fujimoto J G 2002 Opt. Lett. 10 645

    [4]

    Perrie W, Rushton A, Gill M, Gill P, O'Neill W 2005 Appl. Phys. Sci. 248 213

    [5]

    Sundaram S K, Mazur E 2002 Nature Mater. 1 217

    [6]

    Gattass R R, Mazur E 2008 Nature Photon. 2 219

    [7]

    Kawata S, Sun H B, Tanaka T, Takada K 2001 Nature 412 677

    [8]

    Kawata S, Sun H B 2003 Appl. Surf. Sci. 208 153

    [9]

    Kirkwood S E, Vanpopta A C, Tsui Y Y, Fedosejevs R 2005 Appl. Phys. A 81 729

    [10]

    Shen N, Datta D, Schaffer C B, Leduc P, Ingber D E, Mazur E 2005 Memb. Cytop. Bod. 2 17

    [11]

    Wu Z H, Zhang N, Wang M W, Zhu X N 2011 Chin. Opt. Lett. 9 12

    [12]

    Dachraoui H, Husinsky W, Betz G 2006 Appl. Phys. A 83 333

    [13]

    Gao F 2006 M. S. Dissertation (Wuhan: Huazhong University of Science and Technology) (in Chinese) [高飞 2006 硕士学位论文(武汉: 华中科技大学)]

    [14]

    Perry M D, Stuart B C, Banks P S, Feit M D, Yanovsky V, Rubenchik A M 1999 J. Appl. Phys. 85 6803

    [15]

    He Y H, Li H J, Zhang Q M 2005 Chin. J. High Pressure Phys. 19 169 (in Chinese) [何远航, 李海军, 张庆明 2005 高压物理学报 19 169]

    [16]

    Fu S W, Zhao X B, Chen J G 2006 J. Solid Rocket Technol. 29 292 (in Chinese) [付生旺, 赵孝彬, 陈教国 2006 固体火箭技术 29 292]

    [17]

    Zhong S L, Li Z Q, Bai H, Huang J H 2006 Theor. Explor. 3 44 (in Chinese) [钟树良, 李振泉, 柏平, 黄交虎 2006 理论与探索 3 44]

    [18]

    Welle E J, Niceville N M, Alexander S T, Albuquerque N M, Jeremy A P U. S. Patent 7 767 931 B1[2010-08-03]

    [19]

    Roos E, Benterou J, Lee R, Roeske F, Stuart B 2002 SPIE 4760 415

    [20]

    Roeske F, Benterou J, Lee R, Roos E 2003 Propellants, Explosive, Pyrotechnics 28 53

    [21]

    Roesk F, Jr Banks R E, Armstrong J P, Feit M D, Lee R S, Perry M D, Stuart B C 1998 UCRL-JC-128373 Rev. 1 [the 1998 Life Cycles of Energetic Materials]

    [22]

    Yang J J 2004 Laser & Optoelectronics Progress 41 42 (in Chinese) [杨建军 2004 激光与光电子学进展 41 42]

    [23]

    Chen M H, Lu B, Li C G, Liu H T 2005 Initiat. Explosive Dev. 5 42 (in Chinese) [陈明华, 卢斌, 李成国, 刘海涛 2005 火工品 5 42]

    [24]

    Chen M H, Gao M, Zhang G A, Wang H J, Wang X 2006 Electro-Optic Technol. Appl. 21 4 (in Chinese) [陈明华, 高敏, 张国安, 汪海军, 王宪 2006 光电子技术应用 21 4]

    [25]

    Chen M H, Lu B, Li D Y, Zhan Z B 2007 Laser & Infrared 3 214 (in Chinese) [陈明华, 卢斌, 李东阳, 战志波 2007 激光与红外 3 214]

    [26]

    Peng Y J, Liu Y Q, Wang Y H, Zhang S P, Yang Y Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 655 (in Chinese) [彭亚晶, 刘玉强, 王英惠, 张淑平, 杨延强 2007 物理学报 58 655]

    [27]

    Zhang H Q, Yan N, Hua G 2001 Initiat. Explosive Dev. 2 49 (in Chinese) [张慧卿, 严楠, 华光 2001 火工品 2 49]

    [28]

    Zhang X B, Yuan Y X, Ren R H 2002 Acta Armament Arii 23 23 (in Chinese) [张小兵, 袁亚雄, 任如海 2002 兵工学报 23 23]

    [29]

    Xiang S B, Xiang X, Feng C G 2002 Laser & Infrared 32 233 (in Chinese) [项仕标, 项顼, 冯长根 2002 激光与红外 32 233]

    [30]

    Zhu S C, Lu J C, Sun T J, Cui W D 2000 Initiat. Explosive Dev. 4 19 (in Chinese) [朱升成, 鲁建存, 孙同举, 崔卫东 2002 火工品 4 19]

    [31]

    Yuan Q, Hu D X, Zhang X, Zhao J P, Hu S D, Huang W H, Wei X F 2011 Acta Phys. Sin. 60 015202 (in Chinese) [袁强, 胡东霞, 张鑫, 赵军普, 胡思得, 黄文会, 魏晓峰 2011 物理学报 60 015202]

    [32]

    Xin J T, Gu Y Q, Li P, Luo X, Jiang B B, Tan F, Han D, Wu Y Z, Zhao Z Q, Su J Q, Zhang B H 2012 Acta Phys. Sin. 61 236201 (in Chinese) [辛建婷, 谷渝秋, 李平, 罗炫, 蒋柏斌, 谭放, 韩丹, 巫殷忠, 赵宗清, 粟敬钦, 张保汉 2012 物理学报 61 236201]

    [33]

    Huang X Q, Fu S Z, Shu H, Ye J J, Wu J, Xie Z Y, Fang Z H, Jia G, Luo P Q, Long T, He J H, Gu Y, Wang S J 2010 Acta Phys. Sin. 59 6394 (in Chinese) [黄秀光, 傅思祖, 舒桦, 叶君健, 吴江, 谢志勇, 方智恒, 贾果, 罗平庆, 龙滔, 何钜华, 顾援, 王世绩 2010 物理学报 59 6394 ]

    [34]

    Liu X, Zhou X M, Li J, Li J B, Cao X X 2010 Acta Phys. Sin. 59 5626 (in Chinese) [刘勋, 周显明, 李俊, 李加波, 操秀霞 2010 物理学报 59 5626]

    [35]

    Zhang N, Zhu X N, Yang J J, Wang X L, Wang M W 2007 Phys. Rev. Lett. 99 167602

    [36]

    Hu H F, Wang X L, Guo W G, Zhai H C, Wang P 2011 Acta Phys. Sin. 60 017901 (in Chinese) [胡浩丰, 王晓雷, 郭文刚, 翟宏琛, 王攀 2011 物理学报 60 017901]

    [37]

    Stuart B C, Feit M D, Herman S, Rubenchik A M, Shore B W, Perry M D 1996 Phys. Rev. B 53 1749

  • [1]

    Yamane K, Kito T, Morita R, Yamashita M 2004 CLEO Washington D C May 16-21, 2004 p1045

    [2]

    Perry M D, Pennington D, Stuart B C, Tietbohl G, Britten J A, Brown C, Herman S, Golick B, Kartz M, Miller J, Powell H T, Vergino M, Yanovsky V 1999 Opt. Lett. 24 160

    [3]

    Minoshima K, Kowalevicz A M, Hartl I, Ippen E P, Fujimoto J G 2002 Opt. Lett. 10 645

    [4]

    Perrie W, Rushton A, Gill M, Gill P, O'Neill W 2005 Appl. Phys. Sci. 248 213

    [5]

    Sundaram S K, Mazur E 2002 Nature Mater. 1 217

    [6]

    Gattass R R, Mazur E 2008 Nature Photon. 2 219

    [7]

    Kawata S, Sun H B, Tanaka T, Takada K 2001 Nature 412 677

    [8]

    Kawata S, Sun H B 2003 Appl. Surf. Sci. 208 153

    [9]

    Kirkwood S E, Vanpopta A C, Tsui Y Y, Fedosejevs R 2005 Appl. Phys. A 81 729

    [10]

    Shen N, Datta D, Schaffer C B, Leduc P, Ingber D E, Mazur E 2005 Memb. Cytop. Bod. 2 17

    [11]

    Wu Z H, Zhang N, Wang M W, Zhu X N 2011 Chin. Opt. Lett. 9 12

    [12]

    Dachraoui H, Husinsky W, Betz G 2006 Appl. Phys. A 83 333

    [13]

    Gao F 2006 M. S. Dissertation (Wuhan: Huazhong University of Science and Technology) (in Chinese) [高飞 2006 硕士学位论文(武汉: 华中科技大学)]

    [14]

    Perry M D, Stuart B C, Banks P S, Feit M D, Yanovsky V, Rubenchik A M 1999 J. Appl. Phys. 85 6803

    [15]

    He Y H, Li H J, Zhang Q M 2005 Chin. J. High Pressure Phys. 19 169 (in Chinese) [何远航, 李海军, 张庆明 2005 高压物理学报 19 169]

    [16]

    Fu S W, Zhao X B, Chen J G 2006 J. Solid Rocket Technol. 29 292 (in Chinese) [付生旺, 赵孝彬, 陈教国 2006 固体火箭技术 29 292]

    [17]

    Zhong S L, Li Z Q, Bai H, Huang J H 2006 Theor. Explor. 3 44 (in Chinese) [钟树良, 李振泉, 柏平, 黄交虎 2006 理论与探索 3 44]

    [18]

    Welle E J, Niceville N M, Alexander S T, Albuquerque N M, Jeremy A P U. S. Patent 7 767 931 B1[2010-08-03]

    [19]

    Roos E, Benterou J, Lee R, Roeske F, Stuart B 2002 SPIE 4760 415

    [20]

    Roeske F, Benterou J, Lee R, Roos E 2003 Propellants, Explosive, Pyrotechnics 28 53

    [21]

    Roesk F, Jr Banks R E, Armstrong J P, Feit M D, Lee R S, Perry M D, Stuart B C 1998 UCRL-JC-128373 Rev. 1 [the 1998 Life Cycles of Energetic Materials]

    [22]

    Yang J J 2004 Laser & Optoelectronics Progress 41 42 (in Chinese) [杨建军 2004 激光与光电子学进展 41 42]

    [23]

    Chen M H, Lu B, Li C G, Liu H T 2005 Initiat. Explosive Dev. 5 42 (in Chinese) [陈明华, 卢斌, 李成国, 刘海涛 2005 火工品 5 42]

    [24]

    Chen M H, Gao M, Zhang G A, Wang H J, Wang X 2006 Electro-Optic Technol. Appl. 21 4 (in Chinese) [陈明华, 高敏, 张国安, 汪海军, 王宪 2006 光电子技术应用 21 4]

    [25]

    Chen M H, Lu B, Li D Y, Zhan Z B 2007 Laser & Infrared 3 214 (in Chinese) [陈明华, 卢斌, 李东阳, 战志波 2007 激光与红外 3 214]

    [26]

    Peng Y J, Liu Y Q, Wang Y H, Zhang S P, Yang Y Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 655 (in Chinese) [彭亚晶, 刘玉强, 王英惠, 张淑平, 杨延强 2007 物理学报 58 655]

    [27]

    Zhang H Q, Yan N, Hua G 2001 Initiat. Explosive Dev. 2 49 (in Chinese) [张慧卿, 严楠, 华光 2001 火工品 2 49]

    [28]

    Zhang X B, Yuan Y X, Ren R H 2002 Acta Armament Arii 23 23 (in Chinese) [张小兵, 袁亚雄, 任如海 2002 兵工学报 23 23]

    [29]

    Xiang S B, Xiang X, Feng C G 2002 Laser & Infrared 32 233 (in Chinese) [项仕标, 项顼, 冯长根 2002 激光与红外 32 233]

    [30]

    Zhu S C, Lu J C, Sun T J, Cui W D 2000 Initiat. Explosive Dev. 4 19 (in Chinese) [朱升成, 鲁建存, 孙同举, 崔卫东 2002 火工品 4 19]

    [31]

    Yuan Q, Hu D X, Zhang X, Zhao J P, Hu S D, Huang W H, Wei X F 2011 Acta Phys. Sin. 60 015202 (in Chinese) [袁强, 胡东霞, 张鑫, 赵军普, 胡思得, 黄文会, 魏晓峰 2011 物理学报 60 015202]

    [32]

    Xin J T, Gu Y Q, Li P, Luo X, Jiang B B, Tan F, Han D, Wu Y Z, Zhao Z Q, Su J Q, Zhang B H 2012 Acta Phys. Sin. 61 236201 (in Chinese) [辛建婷, 谷渝秋, 李平, 罗炫, 蒋柏斌, 谭放, 韩丹, 巫殷忠, 赵宗清, 粟敬钦, 张保汉 2012 物理学报 61 236201]

    [33]

    Huang X Q, Fu S Z, Shu H, Ye J J, Wu J, Xie Z Y, Fang Z H, Jia G, Luo P Q, Long T, He J H, Gu Y, Wang S J 2010 Acta Phys. Sin. 59 6394 (in Chinese) [黄秀光, 傅思祖, 舒桦, 叶君健, 吴江, 谢志勇, 方智恒, 贾果, 罗平庆, 龙滔, 何钜华, 顾援, 王世绩 2010 物理学报 59 6394 ]

    [34]

    Liu X, Zhou X M, Li J, Li J B, Cao X X 2010 Acta Phys. Sin. 59 5626 (in Chinese) [刘勋, 周显明, 李俊, 李加波, 操秀霞 2010 物理学报 59 5626]

    [35]

    Zhang N, Zhu X N, Yang J J, Wang X L, Wang M W 2007 Phys. Rev. Lett. 99 167602

    [36]

    Hu H F, Wang X L, Guo W G, Zhai H C, Wang P 2011 Acta Phys. Sin. 60 017901 (in Chinese) [胡浩丰, 王晓雷, 郭文刚, 翟宏琛, 王攀 2011 物理学报 60 017901]

    [37]

    Stuart B C, Feit M D, Herman S, Rubenchik A M, Shore B W, Perry M D 1996 Phys. Rev. B 53 1749

  • [1] 彭亚晶, 孙爽, 刘伟娜, 刘宇辉. 冲击加载下环三亚甲基三硝胺的初始动态响应及反应机理. 物理学报, 2021, 70(15): 158202. doi: 10.7498/aps.70.20201279
    [2] 种涛, 莫建军, 郑贤旭, 傅华, 赵剑衡, 蔡进涛. 斜波压缩下RDX单晶的动力学特性. 物理学报, 2020, 69(17): 176101. doi: 10.7498/aps.69.20200318
    [3] 王鹏举, 范俊宇, 苏艳, 赵纪军. 基于机器学习构建的环三亚甲基三硝胺晶体势. 物理学报, 2020, 69(23): 238702. doi: 10.7498/aps.69.20200690
    [4] 陈兴, 马刚, 周伟, 赖国伟, 来志强. 无序性对脆性材料冲击破碎的影响. 物理学报, 2018, 67(14): 146102. doi: 10.7498/aps.67.20180276
    [5] 彭亚晶, 孙爽, 宋云飞, 杨延强. 液相硝基甲烷分子振动特性的相干反斯托克斯拉曼散射光谱. 物理学报, 2018, 67(2): 024208. doi: 10.7498/aps.67.20171828
    [6] 陈俊祥, 于继东, 耿华运, 贺红亮. 多孔材料的温度和压强计算. 物理学报, 2017, 66(5): 056401. doi: 10.7498/aps.66.056401
    [7] 范俊宇, 郑朝阳, 苏艳, 赵纪军. 单轴压缩下固态硝基苯的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(3): 036101. doi: 10.7498/aps.66.036101
    [8] 周磊, 李晓亚, 祝文军, 王加祥, 唐昌建. 激光辐照固体靶产生等离子体反冲研究. 物理学报, 2016, 65(8): 085201. doi: 10.7498/aps.65.085201
    [9] 何民卿, 董全力, 盛政明, 张杰. 激光驱动的冲击波自生磁场以及外加磁场的冲击波放大研究. 物理学报, 2015, 64(10): 105202. doi: 10.7498/aps.64.105202
    [10] 姜太龙, 喻寅, 宦强, 李永强, 贺红亮. 设计脆性材料的冲击塑性. 物理学报, 2015, 64(18): 188301. doi: 10.7498/aps.64.188301
    [11] 彭亚晶, 蒋艳雪. 分子空位缺陷对环三亚甲基三硝胺含能材料几何结构、电子结构及振动特性的影响. 物理学报, 2015, 64(24): 243102. doi: 10.7498/aps.64.243102
    [12] 林圆圆, 姜有恩, 韦辉, 范薇, 李学春. 基于飞秒激光微加工的介质膜损伤修复研究. 物理学报, 2015, 64(15): 154207. doi: 10.7498/aps.64.154207
    [13] 王绩勋, 高勋, 宋超, 林景全. 纳秒激光在铜靶材中诱导冲击波的实验研究. 物理学报, 2015, 64(4): 045204. doi: 10.7498/aps.64.045204
    [14] 喻寅, 贺红亮, 王文强, 卢铁城. 含微孔洞脆性材料的冲击响应特性与介观演化机制. 物理学报, 2014, 63(24): 246102. doi: 10.7498/aps.63.246102
    [15] 王文亭, 张楠, 王明伟, 何远航, 杨建军, 朱晓农. 飞秒激光烧蚀金属靶的冲击温度. 物理学报, 2013, 62(21): 210601. doi: 10.7498/aps.62.210601
    [16] 王文亭, 张楠, 王明伟, 何远航, 杨建军, 朱晓农. 飞秒激光烧蚀固体靶的冲击压强. 物理学报, 2013, 62(17): 170601. doi: 10.7498/aps.62.170601
    [17] 殷丽梅, 张伟刚, 薛晓琳, 白志勇, 魏石磊. 飞秒激光刻蚀非平行壁光纤微腔Mach-Zehnder干涉仪特性及其流体传感研究. 物理学报, 2012, 61(17): 170701. doi: 10.7498/aps.61.170701
    [18] 袁强, 胡东霞, 张鑫, 赵军普, 胡思得, 黄文会, 魏晓峰. 激光脉冲参数对冲击点火的影响. 物理学报, 2011, 60(4): 045207. doi: 10.7498/aps.60.045207
    [19] 刘勋, 周显明, 李俊, 李加波, 操秀霞. 一种高密度玻璃的多形性高压相变和物态方程研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5626-5634. doi: 10.7498/aps.59.5626
    [20] 彭亚晶, 刘玉强, 王英惠, 张淑平, 杨延强. 皮秒和纳秒单脉冲激光加热Al/NC复合纳米含能材料的热动力学分析. 物理学报, 2009, 58(1): 655-661. doi: 10.7498/aps.58.655
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-08-28
  • 修回日期:  2012-11-12
  • 刊出日期:  2013-03-05

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