石墨烯光推进原理分析及光驱动特性测试研究

光推进是将光能转换为动能的一种推进方式，石墨烯材料具有独特的光电特性，为光推进技术发展提供了重要前提。文章介绍了石墨烯光推进技术发展，讨论了石墨烯光推进的电子射流、Knudsen力、激光烧蚀三种作用机理假设，分别计算了电子射流及Knudsen力产生推力的数量级，认为Knudsen力更有可能是光产生驱动现象的原因。针对Knudsen力这一假设，采用悬丝摆动的微小力测量方法，表征了石墨烯海绵表面受激光照射一侧和未被照射一侧的表面温度，两侧表面形成了显著的温差，热量主要在受照射的一侧表面聚集；讨论了真空度等参数对光驱动力大小产生的影响。结果表明，石墨烯光驱动力在微牛量级，低真空度(1～10 Pa)是产生光驱动力的适宜环境，热效应在光驱动里中占据主导作用，间接表明了石墨烯光驱动力主要来自于Knudsen力的可能性。