1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1.课题背景（含国内外研究现状）

研究材料在高温、高压等极端条件下的动力学响应特性是材料物理领域的前沿课题，冲击波加载是在材料内部产生这种极端条件的一种重要技术手段^[1] 。此外，冲击波加载还可在实验室模拟炸弹爆炸产生的爆炸波和行星内部的环境条件等，对于武器和地球科学等领域的研究具有重要意义^[2]。

较早时期，实验室产生冲击波采用气炮和炸药爆轰方式，但这些方式获得的冲击波压强有限（最高几个tpa）^[3]。高能激光装置的出现开辟了激光驱动产生强冲击波的新途径。相对于传统的冲击波产生方式，激光驱动冲击波具有成本低、重复性好、压力调节范围大等优点。近四十年来，国外（美国、俄罗斯、日本等国）实验室对激光驱动冲击波开展了大量的理论和实验研究，其间激光驱动冲击波压强获得了不断的提升，达到了数十tpa，成为实验室获取高压实验数据的一种重要技术手段^[4-6]。目前，人们对长脉冲（纳秒、皮秒）激光驱动冲击波研究的较多，认识较为深刻；相比之下，飞秒激光由于具有超短脉冲、超强功率等特点，其驱动产生冲击波机理与长脉冲激光有所不同，而且测试技术等方面的限制导致相关研究开展的较少。所以总体来说，人们对飞秒激光驱动冲击波特性的认识还十分有限，尚需进一步的深入研究。

当冲击波在材料中传播时，对冲击波或材料响应特性的研究通常需要测量材料的冲击动力学参数，如冲击波速度、波后粒子速度等。由于冲击波的产生、传播和消失过程发生在极短时间内，测量成败的关键很大程度上取决于所用测试技术^[2]。早期出现的冲击波测试技术属于接触式的离散测量，且时间分辨能力较低（数百纳秒以上）。但是，随着科技水平的发展提高，可以连续测量、具有高时间分辨本领的非接触式测试技术得以出现，如任意反射面的速度干涉仪（velocity interferometer system for any reflector, 简称 visar）^[7]、啁啾脉冲频域干涉仪（chirped pulse spectralinterferometry, 简称 cpsi）^{[8, 9]}等。

2. 研究的基本内容与方案

2.1.课题主要研究内容

论文首先讨论频域干涉测量技术的基本原理，以及利用它测量加载冲击波的金属靶的运动特性的能力；然后分析了光栅获取啁啾脉冲的方法，并利用啁啾脉冲的频域时序特性简化了频域干涉技术的诊断过程；论文对cpsi技术进行仿真；分析实验中泵浦光、探测光和参考光之间的空间同步性、时间同步性的问题；搭建系统光路并对数据进行采集和处理，分析频域干涉仪的误差分析。

2.2.课题整体设计方案

在啁啾脉冲频域干涉仪中，一束线性啁啾脉冲首先通过分束片形成一对参考、探测脉冲，其中，探测脉冲将通过样品，从而携带上随时间变化的样品动态信息。然后，参考、探测脉冲再通过另一块分束片进行合束，并以一定的延迟时间差先后进入光谱仪，在光谱仪耦合的ccd上形成频域干涉条纹，光路排布如图1所示。根据频谱条纹的分布，可重建出样品加载到探测脉冲上随时间变化的的相移信号。

3. 研究计划与安排

时间安排	主要任务
2017.3.2 - 2017.3.10	收集资料，翻译文献
2017.3.11- 2017.3.15	学习基础理论并完成开题报告
2017.3.16- 2017.3.31	设计频域干涉仪测量光路
2017.4.1 - 2017.4.15	完成频域干涉图
2017.4.16- 2017.4.25	完成数据处理的仿真分析
2017.4.26- 2017.5.15	完成频域干涉仪误差分析
2017.5.15 - 2017.5.31	完成毕业论文，并准备答辩

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 杨世源, 金孝刚, 王军霞等. 冲击波加载技术及其在材料研究中的应用[j]. 材料研究学报, 2008, 22 (2): 120-124.

[2] 胡绍楼. 激光干涉测速技术[m]. 北京: 国防工业出版社, 2001: 1-68.

[3] 经福谦，陈俊祥. 动高压原理与技术[m]. 北京: 国防工业出版社, 2006:179.

[4] cottet f, hallouin m, romain j p,et al. enhancement of alaser-driven shock wave up to 10 tpa by the impedance-match technique[j].appliedphysics letters,1985, 47(7): 678-680.