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photon energy transfer on titanium targets for laser thrusters

High Power Laser Science and Engineering 2022年第5期10卷 1-13页

作者： A.Marcu M.Stafe M.Barbuta R.Ungureanu M.Serbanescu B.Calin N.Puscas Center for Advanced Laser Technologies(CETAL) National Institute for LaserPlasma and Radiation Physics(INFLPR)Magurele 077125Romania Department of Physics University Politehnica of BucharestBucharest 060042Romania

Using two infrared pulsed lasers systems,a picosecond solid-state Nd:YAG laser with tuneable repetition rate(400 kHz-1 MHz)working in the burst mode of a multi-pulse train and a femtosecond Ti:sapphire laser amplifier with tuneable pulse duration in the range of tens of femtoseconds up to tens of picoseconds,working in single-shot mode(TEWALASS facility from CETAL-NILPRP),we have investigated the optimal laser parameters for kinetic energy transfer to a titanium target for laser-thrust *** the single-pulse regime,we controlled the power density by changing both the duration and pulse *** the multi-pulse regime,the train’s number of pulses(burst length)and the pulse energy variation were *** propagation and photon reflection-based models were used to simulate the obtained experimental *** the single-pulse regime,optimal kinetic energy transfer was obtained for power densities of about 500 times the ablation threshold corresponding to the specific laser pulse *** multi-pulse regimes,the optimal number of pulses per train increases with the train frequency and decreases with the pulse power *** ideal energy transfer efficiency resulting from our experiments and simulations is close to about 0.0015%.

关键词： photon energy transfer short pulse laser impulse laser thrusters

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