随着激光武器技术的飞速发展,对激光防护技术的要求也在不断提高,这极大地促进了激光防护技术的发展与进步。目前,利用基于非线性光学原理的光限幅技术来实现激光防护是研究的最多、最有应用前景的技术途径之一,在对高强激光防护方面起着至关重要的作用。基于碳纳米粒子悬浮液的非线性光散射效应的防护技术就是其中的一种防护方法。本论文以碳纳米管和碳纳米粉的水和乙醇悬浮液为研究对象,基于热传导理论和等效球的米散射理论,对悬浮液的光限幅过程进行了数值模拟,研究了悬浮液厚度、浓度、溶剂种类及入射光波长等因素对其限幅性能的影响;对影响其限幅性能的各因素进行了实验验证,并结合非线性光限幅原理对其进行了分析;同时为获得稳定的悬浮液,对碳纳米管在水中的分散性能进行了实验研究。论文的主要研究内容和成果如下:1.碳纳米粒子悬浮液光限幅性能的数值模拟。在光限幅过程中,基于热传导方程和米散射理论对悬浮液中微气泡的形成、散射相位特性、散射系数及透过率进行了数值模拟,对悬浮液的厚度、浓度、溶剂种类及入射光波长等影响其限幅性能的因素进行了数值模拟,获得了悬浮液的限幅特性与这些因素的关系,为后续实验提供指导。2.对碳纳米管在水相介质中的分散性能进行了研究。综合利用了单因素实验和正交实验方法,探讨了超声时间、分散剂种类、分散剂浓度和pH值对碳纳米管在水相介质中分散性能的影响,并对其进行了分析,得到了分散的最优参数,配制出了分散效果良好的稳定悬浮液,为后续光限幅效果的实验研究奠定了基础。3.分别对碳纳米管和碳纳米粉的水及乙醇悬浮液的光限幅性能进行了实验研究,分析悬浮液的厚度、浓度、容器壁厚、粒子种类、溶剂种类、入射光波长及重复频率对其光限幅性能的影响。相同厚度下,分别对相同浓度和不同浓度的碳纳米粉和碳纳米管悬浮液进行组合时的限幅效果进行实验研究。用透光率来描述悬浮液的限幅效果,获得了限幅效果较好的悬浮液参数。