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1实验背景
激光诱导空化气泡（Laser-Induced Cavitation Bubble）是指通过高能量激光脉冲在液体中瞬间产生微纳气泡，经历生长、膨胀、坍塌、崩溃过程的复杂物理现象。
空化气泡生长和崩塌过程会伴随产生高速冲击波、百米级每秒速度的微射流等瞬态动力学行为，如同“微观爆炸”事件，仅持续数微秒，如何精确观测成为难点。
2传统成像方法局限
常用“泵浦-探针”成像技术是一种通过两束激光分别作为激发和探测光，基于多次重复触发、逐点构建图像的方法，可捕捉空化气泡的动态过程。但需要复杂的同步系统控制泵浦光束和探测光束的延迟，且每次仅能获取一个时间点的图像，无法记录空化气泡完整的时间演化过程。
3高速摄像技术优势 与泵浦-探针成像相比，中科君达视界提供的高速摄像技术，具有下列优势： 高时间分辨率：千眼狼高速摄像机具有ROI画幅下200,000帧/秒的极高帧率，支持以5μs级时间尺度解析气泡从生成到崩塌的瞬态过程。 可视化观测：基于高速摄像机可直观观察气泡的形态变化，连续记录完整气泡生命周期。 操作简单：无需多次重复触发，无需复杂同步系统，仅需单台高速摄像机单次触发，即可获取事件的完整序列。 4实验简介与实验数据解析 实验将纳秒脉冲激光器聚焦于去离子水中某点，诱导产生空化气泡，选用千眼狼NEO 25高速摄像机，采用100 mm定焦搭配增倍镜的镜头组合，实现微米级/像素空间分辨率观测，通过对逐帧图像序列分析，空化气泡生命周期可划分为四个关键物理阶段，结合流体力学理论对各阶段解析如下： Ⅰ 气泡成核（0~5μs）：当激光脉冲聚焦于去离子水中某点时，焦点处光强超过液体介质的击穿阈值，引发多光子电离与雪崩电离过程形成直径约5~10μm高温高压等离子体（如下图），并迅速加热周围液体产生蒸汽核，核点周边可见电离产物散射光晕。 Ⅱ 气泡膨胀(5~30μs)：等离子体快速冷却后，残留能量转化为气泡内部蒸汽压和动能，驱动周围液体向外加速运动，液体惯性主导气泡呈近似球形膨胀，气泡直径随时间呈类抛物线增长。 Ⅲ 气泡崩塌(30~55μs)：气泡膨胀至内部压力低于环境水压时，周围液体反向加速导致气泡崩塌，形态仍保持轴对称，主气泡边界出现波纹状结构。 Ⅳ 气泡溃灭(55~85μs)：液体回填速度在空间上不对称导致界面失稳，这种不稳定性促使气泡在收缩末期发生破碎，靠近边界处形成微射流，方向垂直于壁面，溃灭瞬间产生的能量再次使水体断裂成核，形成粒径更小的次生气泡。 5结语 本次实验通过高速摄像技术成功解析了激光诱导空化气泡的四个关键物理阶段，借助中科君达视界提供的千眼狼NEO 25高速摄像机，实现空化气泡的生长与崩塌这一“微观爆炸”事件的可视化，对于理解空化机理、量化各阶段的能量转化机制有重要意义。
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