单重态氧发生器出口气流中水汽含量的光谱测量法

水汽的含量是化学法单重态氧发生器（ＳＯＧ）的重要性能参数之一，因为它不仅对Ｏ＿２（￣１△）有猝灭作用，而且在氧碘化学激光器（ＣＯＩＬ）光腔中对Ｉ￣＊也有严重猝灭作用。因此测控ＳＯＧ出口处的水汽含量有重要意义。本实验采用光谱强度比较法测量ＳＯＧ中的水汽含量，利用ＯＭＡ－３的二维扫描积累功能，可对不同测点的光谱进行同时扫描积累，从而可以对ＳＯＧ的数个测点同时进行水汽含量测定。测试精度可达±１０％。     

连续波氧碘化学激光器腔内散射损耗测量

连续波氧碘化学激光是利用化学方法产生的介稳态O_2(~1△)与基态碘原子共振传能,产生波长1.315μm的碘激光。介稳态O_2(~1△)在生成后离开发生器时,带有一定量的水蒸汽,必须冷却除去水分,否则对激光器性能影响很大,但过冷会使水蒸汽变成“冰晶微粒”进入光腔,增加光腔内的散射损耗。本文采用双光路法,利用He—Ne激光器作为探测激光,对O_2(~1△)在冷却过程中是否出现“冰晶微粒”并带入光腔内,造成散射损耗进行了测量,测得的散射损耗小于1％。这说明O_2(~1△)经过冷阱后进入光腔的质量非常好,这个结果也为今后光腔设计提供了一个腔内散射损耗的数据。     

单重态氧发生器出口气流中O_2(~1Δ)及水汽绝对浓度的测量

单重态氧发生器是氧碘化学激光器的核心部件 ,O2 (1Δ)和水汽的粒子数密度 (绝对浓度 )是单重态氧发生器的两个重要参量 ,其中O2 (1Δ)是氧碘化学激光器的能源 ,而水汽对氧碘化学激光器的发光介质—I 有强烈的淬灭作用。如何简单准确地测量这两个参量 ,一直是氧碘化学激光器研究中的一个难题。利用体光源模拟标定法 ,得到了O2 (1Δ)和水汽的绝对浓度 ,并且成功地用一套实验装置对射流式单重态氧发生器的上述两个参量进行了实时测量 ,得到了两个参量的变化曲线 ,同时还提供了O2 (1Δ)的产率以及水汽体积浓度等参量的变化曲线 ,通过大量实验结果 ,给出了各参量的变化规律 ,为射流式单重态氧发生器研究提供了有力的参考依据。     

单重态氧发生器出口气流中O2(1△)及水汽绝对浓度的测量

单重态氧发生器是氧碘化学激光器的核心部件．O2(^1△)和水汽的粒子数密度(绝对浓度)是单重态氧发生器的两个重要参量，其中O2(^1△)是氧碘化学激光器的能源，而水汽对氧碘化学激光器的发光介质-I^ 有强烈的淬灭作用。如何简单准确地测量这两个参量，一直是氧碘化学激光器研究中的一个难题。利用体光源模拟标定法，得到了O2(^1△)和水汽的绝对浓度，并且成功地用一套实验装置对射流式单重态氧发生器的上述两个参量进行了实时测量，得到了两个参量的变化曲线，同时还提供了O2(^1△)的产率以及水汽体积浓度等参量的变化曲线，通过大量实验结果，给出了各参量的变化规律，为射流式单重态氧发生器研究提供了有力的参考依据。     

氧碘化学激光器故障诊断技术

为了解决氧碘化学激光器通过常规诊断故障定位困难的问题,采用建立的氧碘化学激光器功率失常故障树模型,结合氧碘化学激光器常用的8个监测参数:碘腔压力、碘文氏管压力、p-t曲线、主氦压力、氯气压力、氧发生器压力、上游压力和光腔压力,提出采用故障树和在线监测参数相结合的办法,基于3σ法则的判断标准对氧碘化学激光器进行故障诊断,故障诊断正确率达到94.5%,并对出现的故障提出了改进措施。     

亚磷酸三苯酯臭氧化合物分解产生单重态氧的研究

现在世界上功率最大的短波长化学激光、氧碘化学激光是以亚稳态的O2 (a1△)作为储能分子,通过近共振碰撞传能给碘原子,使碘原子激发而发射激光,因此,O2 (a1△)的发生是其主要关键技术.目前使用的方法是H2 O2 的碱溶(BHP)与Cl2 气反应[1] .它具有化学效率高的优点,但此方法产生的O2 (a1△)中含有水份,而水对碘原子具有强的猝灭作用;另外,BHP不能长期保存;氯气还有毒性.196 1年Thompson发现,在- 78℃时亚磷酸三苯酯(TPP)与O3加成为亚磷酸三苯酯臭氧化合物(TPPO3) [2 ] ,并在高于- 35℃分解产生O2 (a1△) .　(C6 H5O) 3P +O3-78℃(…     

氧碘化学激光器输出功率的估算

 建立了激光在工作时的动态模型，即假设在单位时间内，激光介质的粒子数全部被泵浦到上能级。引入激光介质重复泵浦次数的概念，根据能量守恒原理，通过分析氧碘化学激光器(COIL)的传能机理，计算了沿气流方向变化的碘原子上能级的弛豫时间及沿气流方向变化的碰撞传能时间，并且计算了碘原子在出光区内被单重态氧反复泵浦的次数及相应的残余单重态氧数目，从而计算出碘原子在出光区的反复泵浦次数，修正了原计算COIL输出功率的公式。理论计算与实验结果均表明：当碘流量过低时，增益小于损耗，激光器不能起振；当增大碘流量时，激光输出功率也逐步增大，反复泵浦次数逐渐减少；当碘流量继续增大时，激光输出功率达到最大，且在一定碘流量变化范围内基本保持稳定；但随着碘流量的进一步增大，激光输出功率却逐步下降。     

基于故障树的氧碘化学激光器故障分析

为方便快捷地查找出氧碘化学激光器故障发生的原因,以氧碘化学激光器常见故障为例,建立了其功率失常的故障树模型,用最小割集理论按下行法对模型进行了定性分析和定量分析。分析表明:氧碘化学激光器7个子系统中,碘供给子系统的可靠性最低,氯气供给子系统次之,这与实际情况相符。计算出的氧碘化学激光器出光不正常发生概率为3.99%,其可靠度为96.01%。     

化学氧碘激光器与二氧化碳激光器的模场分布

本文利用快速傅立叶变换(FFT)法,对化学氧碘激光器和二氧化碳激光器模场进行了计算,给出了模分布图,并分析了形成模分布的原因,为更好发挥二氧化碳激光器和化学氧碘激光器的性能提供了依据.     

超音速化学氧碘激光器光腔扩张角

 在超音速化学氧碘激光器的设计中,为了削弱光腔部分的化学反应放热对激光器出光的负面效应,在光腔部分通常加入一扩张角。为了研究这一扩张角对激光器内流场的作用,根据kW级超音速化学氧碘激光器的实验平台,数值模拟了激光器内超音速混合喷管至光腔部分的流动过程,解析了光腔扩张角对内流场的流动参量和化学增益的影响,从维持压强和温度稳定性方面比对分析了不同扩张角度的性能,并探索了喷管高度和扩张角之间的规律。结果表明：此kW级超音速化学氧碘激光器的合理光扩张角度为4.5°。     

碘离解和淬灭对氧碘化学激光气动特性影响的计算

 氧碘化学激光中的水汽对其运行和性能有着重要的影响。建立了考虑淬灭的单重态氧产额和变截面定常一维流的方程组，编制了程序，采用Radicl的参数进行了计算，研究了碘离解和淬灭对氧碘化学激光气体流动特性的影响，初步分析了变截面的作用和设计考虑。     

脉冲氧碘化学激光器的动力学模拟研究

根据氧碘化学激光器的反应机理建立了一维预混脉冲出光理论模型,从理论上研究了碘原子密度、单重态氧密度及产率、其他组分密度和光学参量(输出耦合率、增益长度等)对单脉冲能量及脉宽的影响.分析了影响单脉冲能量和激光脉宽的内部动力学过程.讨论了出光过程中增益开关效应.计算的结果为优化脉冲氧碘化学激光器提供了理论依据.     

氧碘化学激光器运行模式对其脉冲化影响的模拟研究

根据氧碘化学激光器的反应机理建立了一维预混脉冲出光理论模型,从理论上研究了气体总压力在660-2660 Pa, 温度在150-400 K区间内对单脉冲能量、脉宽和峰值功率的影响.分析了气体总压和温度对出光特性影响的内在原因. 计算结果表明:增益介质温度对单脉冲能量的影响要远大于对激光脉宽的影响;增益介质温度在150 K, 气体总压在1330 Pa可以获得比温度在400 K,气体总压为2660 Pa时更高的峰值功率. 因此在不干扰超音速流动状态条件下瞬间大量产生碘原子,可以实现高效的脉冲氧碘化学激光器.     

High resolution spectra of the red fluorescence in chemical oxygen-iodine laser

In our chemical oxygen-iodine laser(COIL)experiments we accidentally ob-served relatively strong red fluorescence while setting a hot metal wire in the cavity.The in-tensity of such emission is 2～3 orders of magnitude stronger than the initial O_2(~1A)dimerfluorescence.The fluorescence spectrum was measured with OMA and Bomem FT spectrome-ter respectively and the highest resolution of the measurement is 0.1cm~(-1).The emission maycome from O_4 molecules or an isomer of Cl_2O_2.     

高能超音速氧碘化学激光光束质量的测量

概述了在千瓦级ＵＲ－９０腔的氧碘化学激光实验装置上进行的光束质量测量的实验，测试结果表明。     

Semi-gas kinetics model for performance modeling of flowing chemical oxygen-iodine lasers (COIL)

The gas pressure in a laser cavity of flowing chemical oxygen-iodine laser (COIL)is about 133.31333 Pa[1]. In this pressure range, effects of homogeneous and inhomo-geneous broadening competing with each other on the performances of a COIL are no-ticeable. Generally, a rate equation (RE) model is adopted to the performance modeling of a supersonic COIL, such as in refs. [1—4]. This model assumes the spectral line pro-file is homogeneously broadened. Homogeneous broadening assumption sim…     

Nonlinear emission in sodium vapour upon pulsed-laser excitation of the 42 P levels

Parametric four-wave mixing, stimulated electronic Raman scattering and amplified spontaneous emission cascades have been studied experimentally by single-photon resonant and near-resonant excitation of the 4² P levels of dense sodium vapour. The dependence of emission intensities on laser detuning and exciting laser power is discussed.     

UR90环形非稳腔输出模式特性的数值分析

将ＵＲ９０环形非稳腔引入氧碘化学激光器，对其输出模式进行了数值模拟计算，模拟包括了化学动力学，介质横向流动和物理光学等因素，得到与放大率Ｍ和光轴离截取镜距离ａ等参数相关的近场光强，位相及远场光强分布曲线。     

化学氧碘激光器非稳腔的研究

设计并研究了适合于连续波超音速化学氧碘激光器的正支共焦非稳腔，给出了放大率、输出功率和光束质量的实验结果。