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激光驱动高速飞片起爆炸药,是近年先进火工品应用研究的主要方向之一。采用激光作为起爆能源,可以避免电起爆中通过电缆传输能源时产生的电磁信号。应用激光驱动飞片起爆系统,可提高武器系统本质安全性。飞片作为激光驱动飞片起爆系统的换能元部分,将激光能量转化为飞片动能,实现高速冲击炸药。当前,受限于起爆系统较低的能量利用率,激光驱动飞片起爆系统实际应用较少,改进飞片结构是提升能量利用率的关键之一。本文采用理论与实验相结合的方式,对激光驱动飞片起爆系统中的飞片展开探讨,应用复合飞片提高了飞片速度和冲击压力,有效提升了起爆系统的能量利用率。(1)通过激光驱动飞片各过程损失能量的计算,提出飞片速度的能量解析法。应用该方法分析了复合飞片提升起爆系统能量利用率的可行性,对复合飞片中吸收层、隔热层的影响展开了探讨。通过p2τ判据,推算出飞片冲击起爆1.60g·cm-3PETN的临界值。利用LS-DYNA程序对激光驱动飞片起爆1.60g·cm-3PETN的效果展开了模拟分析。理论分析的结果为小尺寸飞片结构的改进设计提供了指导,为激光驱动复合飞片的速度模拟、能量利用率分析提供了新的思路。(2)在理论分析的基础上,利用扫描电镜(SEM)、光电混合平均速度测试系统、PVDF压力计、PDV高速测试系统等对飞片的相关性能展开了研究。采用离子束蒸镀和磁控溅射两种方法制备了复合飞片,初步探讨了两种制备方法对复合飞片性能的影响,分析了激光通过透镜聚焦后的能量传输规律,得到了复合飞片各层参数对平均速度和冲击压力的影响；利用PDV高速测试系统,分析了不同参数飞片的加速历程,解决了小飞片性能测试的难题。(3)激光驱动飞片起爆系统能量率受到激光能量、传输光路、飞片参数等的共同影响。通过能量解析法的理论分析和实验测试结果,发现增加了吸收层、隔热层的复合飞片,能够有效减少过程中材料表面反射、辐射损耗及等离子体扩散损耗的激光能量,从而达到提升飞片速度的目的。论文设计的0.05/0.7/0.7/20.0μm厚度、1.0mm直径复合飞片,在较低激光输出能量下,能够达到的最大速度为2301m·s-1,系统能量利用率、冲击压力得到有效提升。论文设计的复合飞片最大速度,能够满足理论分析起爆1.60g·cm-3PETN的临界值。