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激光起爆炸药是一种新型的起爆手段,与传统的起爆手段相比具有高可靠性和高安全性的特点,是未来起爆装置的备选技术之一。激光起爆过程包含着一系列复杂的物理和化学过程,对于激光起爆的分子动力学机理还缺乏系统的认识。为进一步揭示激光与含能材料的作用机理,系统地研究了硝酸脂类(PETN)、硝胺类(RDX和HMX)和芳香族硝基类(TNT和HNS)等三类典型含能化合物在532nm和1064nm两种波长激光作用下的解离过程,初步探讨了叠氮化钠(NaN3)在532 nm激光烧蚀下团簇的形成机理。实验中采用飞行时问质谱仪(TOFMS)分别探测激光解离含能材料形成的正、负离子,研究了激光能量和延迟时间对解离产物的影响。通过对离子成分的分析,提出了各含能化合物可能的解离机理。采用量子化学方法对解离过程中产生的各中间产物和过渡态的几何结构进行了优化和振动频率计算,并在分子能量水平上对所提出的解离过程进行了分析。具体研究内容如下：(1)测试了五种含能化合物(ETN、RDX、HMX、TNT和HNS)在400 nm～1000nm和P900nm～1700nm两个波段下的光反射率,实验结果表明,各含能化合物对1064nm光的反射率要高于对532 nm光的反射率。用飞行时间质谱仪探测了三类含能化合物在两种波长激光作用后产生的正、负离子产物,并研究了激光能量密度和延迟时问对解离产物离子强度的影响,结果表明：同种炸药在两种波长的激光作用下解离产生的离子种类相似,说明其在两种波长下的解离机理相似；同类炸药的离子种类也具有相似性,说明同类炸药的解离机理也相似；在实验测试范围内,各炸药解离产生的离子信号强度随激光能量的增大而增大,说明解离速度和解离量增大；在实验测试范围内,各炸药解离产生的离子信号强度随延迟时间的增大呈先增大后减小,说明激光作用后不同时间解离反应发生的程度不同。(2)根据各含能化合物的分子结构和飞行时间质谱分析得到的部分离子峰的归属,提出了各含能化合物可能的解离路径。使用量子化学的密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-31+G (d,p)水平上对解离路径中各中间体和过渡态进行了结构优化和频率计算。通过比较各解离路径的能垒、放热量和产物的稳定性,确认了各含能化合物最可能的发生解离路径。对于PETN,逐次消去四个HONO生成CO和CH4的路径是主导反应。对于RDX,逐次消去三个HONO然后开环生成HCN的反应最容易发生对于HMX,逐次消去四个HONO然后发生开环反应生成HCN是主要的解离路径。对于TNT,甲基邻位硝基和对位硝基通过异构化反应分别消去三个NO后生成CO,O2和C6H7的反应最有可能发生。对于HNS,邻位硝基通过异构化反应消去NO的初始解离反应较易发生。通过比较同类含能化合物的可能发生的解离路径发现：结构相似的含能化合物,其主导解离路径具有相似性。(3)研究了NaN3在532nm激光烧蚀下产生的正负离子团簇,离子-分子(原子)碰撞反应可以用来解释烧蚀产物中大离子团簇。