Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 41, Numéro C9, Novembre 1980
Third International Symposium on Gas-Flow and Chemical Lasers
Page(s) C9-75 - C9-80
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1980910
Third International Symposium on Gas-Flow and Chemical Lasers

J. Phys. Colloques 41 (1980) C9-75-C9-80

DOI: 10.1051/jphyscol:1980910

INVESTIGATION OF LASER SUPPORTED DETONATION WAVES AND THERMAL COUPLING USING 2.8µm HF LASER IRRADIATED METAL TARGETS

B.K. Deka, P.E. Dyer et J.A. Sayers

Department of Applied Physics, University of Hull, Hull, HU6 7RX, England


Résumé
La formation et la propagation de vagues de de détonation supportées par laser (LSD) et l'accouplement thermique pour les cibles solides irradiées par laser HF ont été étudiées en tant que fonction d'un matériau de cible, de l'irradiation et de la pression ambiante. La photographie à grande vitesse a été utilisée pour étudier la dynamique de plasma et les seuils auxquels le plasmotron et la production de vagues LSD sont obtenus. Pour les impulsions d'une durée de 300nsec (FWHM) et les points focaux de 1-2mm qui ont été utilisés, le seuil LDS pour les cibles d'aluminium, d'acier inoxydable et de platine mesurait ˜(2-3) x 108 W.cm-2. Au-dessus du seuil LSD, la vélocité d'expansion initiale semblait conforme à la dépendance d'irradiance prédite par la théorie. Des données supplémentaires sur l'action réciproque du platine ont été obtenues en utilisant des thermocouples pour mesurer l'accouplement thermique de la cible en tant que fonction de la taille du point, l'irradiance et la pression ambiante. Un coefficient maximum de 14-18% a été mesuré à un niveau d'irradiance légèrement au-dessous du seuil de l'ignition de la vague LSD.


Abstract
The formation and propagation of laser supported detonation (LSD) waves and thermal coupling for HF laser irradiated solid targets have been investigated as a function of target material, irradiance and ambient pressure. High speed photography has been employed to study the plasma dynamics and the thresholds for plasmotron and LSD wave production obtained. For the 300nsec duration (FWHM) pulses and 1-2mm diameter focal spots used, the LSD thresholds for aluminium, stainless steel and platinum targets were measured to be ˜(2-3) x 108 W.cm-2. Above the LSD threshold the initial expansion velocity showed good agreement with the I1/3 irradiance dependence predicted by theory. Additional data on the interaction for platinum were obtained using thermocouples to measure the thermal coupling to the target as a function of spot size, irradiance and ambient pressure. A maximum thermal coupling coefficient of 14-18% was measured at an irradiance level slightly below the LSD wave ignition threshold.