低地球轨道(Low Earth Orbit, LEO)距离地面约200～700km,是气象卫星、空间站及对地观测卫星等航天器运行的区域。低地球轨道的空间环境十分复杂,对航天器表面材料的影响包括原子氧腐蚀、真空紫外光辐射、空间碎片碰撞及热循环效应等,其中原子氧是低地球轨道空间中对航天器外露材料危害性最大的因素。对低地球轨道空间中原子氧环境的地面模拟对于研究航天器表面材料以及保证空间任务的成功至关重要。本论文基于激光爆破法成功研制了高速氧原子束源装置,并对产生的高速氧原子束进行了速度表征和强度表征。通过飞行时间谱,我们对产生的高速氧原子束进行了速度表征,结果显示,高速氧原子束的飞行速度为7000～8500m/s,相应的平动能为4.1～5.8eV,这与航天器在低地球轨道运行时的航天器与空间原子氧的相对速度一致。通过对聚亚酰胺材料的暴露实验,我们对产生的高速氧原子束进行了强度表征,结果显示高速氧原子束的强度为3.6×1015atom/cm2·pulse。结果表明,我们研制的高速氧束源成功实现了低地球轨道空间中原子氧环境的地面模拟。应用该设备进行的地面模拟实验可以揭示原子氧对空间材料的影响、与材料的相互作用机理,进而为为空间材料的选择和制备提供指导。