激光擊穿液體介質的空化與聲輻射（簡體書）

《激光擊穿液體介質的空化與聲輻射》系統地介紹了高功率激光擊穿水介質的微觀物理過程，並詳細闡述了空泡在自由水域、近剛性壁面及近自由水面的運動特性、激光擊穿水介質輻射聲波的理論、水中激光聲脈衝的特性和傳播衰減規律以及激光聲在目標探測、通信領域的應用。
《激光擊穿液體介質的空化與聲輻射》可供從事空化空蝕、水下爆炸毀傷、激光水下探測等領域的有關科學研究和工程技術人員及高等院校相關專業的教師、研究生、高年級學生參考。

第1章 緒論
1.1 引言
1.2 國內外研究進展
1.2.1 激光擊穿液體介質及空化效應
1.2.2 激光與生物組織的相互作用
1.2.3 激光聲效應的研究及應用

第2章 高功率激光擊穿液體介質的物理過程
2.1 引言
2.2 液態水的激光擊穿機制
2.2.1 等離子體特性分析
2.2.2 激光等離子體的產生機制
2.2.3 光擊穿閾值
2.3 激光與等離子體的相互作用
2.3.1 激光在等離子體中的傳播
2.3.2 等離子體對激光的吸收機制
2.4 激光等離子體膨脹衝擊波輻射
2.4.1 激光等離子體衝擊波的形成
2.4.2 水下衝擊波的基本方程
2.5 激光擊穿液體的空化特性
2.5.1 液體空化現象
2.5.2 激光空泡與水動力空泡的相似性分析
2.5.3 空化泡的理論基礎
2.5.4 液體黏性對空泡脈動的影響
2.5.5 液體表面張力對空泡脈動的影響
2.5.6 含氣量對空泡脈動的影響
2.6 小結

第3章 激光擊穿液體空泡特性的高速圖像測量
3.1 引言
3.2 液體激光空泡的測量系統
3.2.1 產生瞬態單一空泡的液體激光擊穿裝置
3.2.2 空泡的圖像測量系統
3.2.3 液體特性
3.3 激光擊穿液體過程的圖像測量
3.3.1 500幀／s拍攝的空泡生長過程
3.3.2 5萬幀／s拍攝的空泡生長過程
3.3.3 20萬幀／s拍攝的空泡生長過程
3.3.4 36萬幀／s拍攝的空泡生長過程
3.4 空泡尺寸的圖像計算
3.5 光擊穿液體空泡特性的分析
3.5.1 空泡脈動的尺寸變化特性
3.5.2 空泡脈動的週期特性
3.5.3 空泡脈動能量的變化
3.5.4 空泡脈動的衝擊波輻射
3.5.5 空泡潰滅發光特性
3.6 小結

第4章 空泡在壁面附近潰滅及空蝕特性
4.1 空泡空蝕的研究進展
4.2 壁面附近空泡潰滅空蝕機理
4.2.I 空泡潰滅衝擊波效應
4.2.2 壁面附近空泡潰滅射流效應
4.2.3 空泡的潰滅衝擊壓力
4.3 激光空泡空蝕及高速攝影實驗測試
4.3.1 壁面附近激光空泡漬滅效應的實驗裝置
4.3.2 實驗結果與分析
4.4 本章小結

第5章 多空泡運動及其與壁面相互作用
5.1 引言
5.2 雙空泡在自由水域運動特性
5.2.1 雙空泡運動方程
5.2.2 實驗設計
5.2.3 高速攝像實驗結果
5.2.4 實驗結果分析
5.3 雙空泡在自由液面附近運動特性
5.3.1 雙空泡與自由液面相互作用研究概況
5.3.2 實驗設計
5.3.3 實驗結果分析
5.4 雙空泡在剛性壁面附近運動特性
5.4.1 壁面附近空泡特性研究概況
5.4.2 實驗設計
5.4.3 實驗結果分析

第6章 遠場激光擊穿液體介質聲輻射特性
6.1 引言
6.2 光擊穿液體聲輻射理論模型
6.2.1 等離子體形成的輻射聲場
6.2.2 激光空泡潰滅形成的輻射聲場
6.3 水介質光擊穿聲輻射特性的測量
6.3.1 實驗設計
6.3.2 激光擊穿波形特性分析
6.3.3 激光聲信號的聲源級
6.3.4 激光聲信號頻譜
6.3.5 激光聲信號傳輸特性
6.4 聚焦狀態與激光聲信號的關係
6.4.1 實驗設計
6.4.2 實驗數據分析
6.5 水面擊穿與水下擊穿對聲信號的影響
6.5.1 激光聚焦點位置的影響
6.5.2 實驗設計
6.5.3 數據分析
6.5.4 結論
6.6 不同液體介質特性對激光聲信號的影響
6.6.1 實驗設計
6.6.2 數據分析
6.7 水體鹽度對光擊穿聲輻射特性的影響
6.7.1 實驗設備及測量系統
6.7.2 實驗數據分析
6.8 水深對激光聲信號的影響
6.8.1 空泡聲輻射特性
6.8.2 外界壓力對氣泡半徑的影響
6.8.3 深水水池激光致聲實驗分析

第7章 窄波束激光聲特性
7.1 引言
7.2 激光致聲換能器整體結構圖
7.3 激光致聲發射換能器的基本原理
7.3.1 透聲平面處是平面波的證明
7.3.2 對激光聲脈衝波形的控制
7.3.3 對光聲能量轉換效率的控制
7.3.4 發射換能器的技術參數
7.4 接收換能器的技術參數
7.5 激光致聲換能器性能分析
7.6 激光致聲換能器需要解決的幾個問題
7.7 實驗系統
7.8 激光致聲換能器信號分析
7.9 特性阻抗邊界條件下的聲壓級分佈情況
7.10 聲硬面反射條件下的指向性
7.11 激光聲換能器應用於目標探測分析
7.11.1 聲納目標
7.11.2 距離盲區
7.11.3 噪聲背景下的探測距離
7.11.4 混響背景下的探測距離
7.12 對沉底目標的探測
7.13 激光聲換能器的應用於通信分析
7.13.1 激光聲信號的調製
7.13.2 激光聲信號的信息發射速率
7.13.3 激光致聲換能器的通信距離
7.14小結

第8章 激光聲信號在水下目標探測中的應用
8.1 引言
8.2 激光聲信號水中應用的特點
8.3 水下目標的雙波段激光探測模式
8.4 藍綠激光水下目標探測
8.4.1 藍綠激光水下探測
8.4.2 典型的藍綠激光水下探測系統
8.5 紅外波段激光聲水下目標探測
8.5.1 基本原理
8.5.2 水下聲場激光檢測
8.5.3 激光聲探測實驗驗證分析
8.5.4 實驗數據分析
8.6 結論

第9章 空中平臺對水下目標的激光聲通信
9.1 問題提出
9.2 空中平臺對水下目標的激光聲通信基本模式
9.2.1 空基激光聲通信
9.2.2 天基激光聲通信
9.2.3 陸基激光聲通信
9.3 激光聲通信的實驗驗證
9.4 總結
參考文獻