
技术摘要:
本发明属于激光技术领域,涉及一种稀薄气体中的石墨烯激光推进方法,将石墨烯材料置于气压不高于103Pa的稀薄气体中,利用激光束辐照稀薄气体中的石墨烯材料,实现石墨烯材料在稀薄气体中的激光推进;采用激光辐照的方法实现激光束对稀薄气体中石墨烯材料的直接推动,并 全部
背景技术:
: 从太阳帆的概念提出以来,光辐射推进引起了科学界和公众的巨大兴趣,辐射压 (光压)推进最大的优势是无需额外携带燃料和能源,只要有光照即可;但是其最大的缺点 是辐射压极小,难以产生强大的辐射推力,限制了其实际应用。20世纪末至今,激光烧蚀推 进技术受到了关注,其基本原理为烧蚀物质(靶材)在激光辐照下被加热产生高温等离子 体,沿着光束入射方向的反方向喷射产生推动力,虽然该技术能够产生可观的推力,但是其 推力的产生依然需要携带特定的烧蚀工质,如金属靶材。到目前为止,无需额外携带燃料 的、推力较大的宏观光推进技术未见报道。
技术实现要素:
: 本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点,设计提供一种稀薄气体中的石墨烯 激光推进技术,可实现石墨烯材料及其关联物体在稀薄气体中的激光推进。 为了实现上述目的,本发明的具体过程为:把石墨烯材料置于气压不高于103Pa的 稀薄气体中,利用激光束辐照稀薄气体中的石墨烯材料,实现石墨烯材料在稀薄气体中的 激光推进。 本发明所述稀薄气体包括空气、氩气或氮气等气体,但不限于这几种气体。 本发明所述石墨烯材料的尺寸为纳米级、微米级、毫米级、厘米级或米级。 本发明石墨烯材料的质量与体积由激光束的光斑大小、激光功率密度、稀薄气体 的气压、稀薄气体的种类等因素决定。 本发明所述激光束为连续激光或脉冲激光;波长为紫外到红外波段,优选可见波 段。 本发明所述的石墨烯材料在稀薄气体中的激光推进距离可达米级以上,原则上推 进距离不受限制,其衰减仅来自于激光能量在稀薄气体中传输时的微弱损耗。 本发明所述的石墨烯材料在激光推进过程中没有任何损耗或损伤,不需要补充任 何燃料即可实现持续的光推进。 本发明所述石墨烯材料也可作为其它物体的载具,实现其在稀薄气体中的激光推 进,如在石墨烯中嵌入其它材料(如金属粉末),或者把是石墨烯与其它材料(如镁铝合金) 连接在一起,但所述其它材料并不仅限于所列举的材料,其他未列举的材料或物体同样适 用。 本发明与现有技术相比,克服了现有技术中由于光辐射压很小,难以有效推动块 体材料的缺点,采用激光辐照的方法实现激光束对稀薄气体中石墨烯材料的直接推动,并 以石墨烯为载具还能实现对其它材料的直接推动,不需要任何燃料即可实现石墨烯或者其 它关联物体的非接触式推动,推动力远远大于光压(辐射压),整个过程简单高效,绿色环 3 CN 111594404 A 说 明 书 2/2 页 保,应用前景广阔。 附图说明: 图1为本发明所述稀薄气体中的石墨烯激光推进技术的工作原理流程图。 图2为本发明实施例1的实验装置设计图,其中,1-激光器,2-激光束,3-气压可调 的透明密闭容器,4-石墨烯材料,5-悬线,6-支架,7-稀薄气体。 图3为本发明实施例1的实验装置实物照片。 图4为本发明实施例1在空气气压为8Pa时,激光(从右至左)推动石墨烯离开平衡 位置时的照片。 图5为本发明实施例1在在空气气压为2Pa时,石墨烯处于静止状态的照片。