连续和重复频率激光对薄钢板加热效率比较的数值计算

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[ 摘 要 ] 基于实验测得的反射系数随温度变化曲线的基础上，开展了重复频率激光与连续激光加热效率的比较研究。在一定的条件下，重复频率激光要比连续激光的加热效率高，而且加热效率与重复频率、占空比等有关。在平均功率密度相同的条件下，连续激光的波形对加热效率也有一定的影响。
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1 引言
激光辐照材料，对材料加热，当温度升高时，将改变材料表面的状况，进而对吸收系数产生一定的影响。一般的情况是材料的吸收系数随温度的升高而增大，这将是一个正反馈，使得材料的升温速率不断地增大。在平均功率密度相同的情况下，连续和重复频率激光的加热在理论上应该有所不同，在一定的条件下，因为脉冲的峰值功率较高，将对下一个激光脉冲能量的吸收产生影响。现有的文献在计算温度场时，均假定吸收系数在加热过程中为定值[1][2][3][4]。为了研究重复频率和连续激光对材料的加热是否有区别，有必要开展重复频率和连续激光加热材料的温升和反射系数的测量和相应的计算分析，了解连续和重复频率激光加热效率的区别。本文将在实验的基础上，开展重复频率和占空比对加热效率影响的数值计算，同时也分析了连续激光波形对加热效率的影响。