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.     

无加热氧碘化学激光器超音速喷管

针对氧碘化学激光器的金属喷管在使用过程中需加热保温且存在结构复杂、故障率高等问题,初步选择了几种可用于加工无加热喷管的非金属材料,并以kW级氧碘化学激光器为原型,以聚酰亚胺为例,对激光器运行条件下的喷管温度场进行数值模拟,以验证此种非金属无加热喷管的可行性。结果表明:与金属喷管相比,非金属喷管在不加热保温的情况下能够有效阻止热量传递,防止碘蒸气冷却凝结,满足激光器喷管的使用要求。     

翼片扰动对COIL超音速平行流混合的影响

氧碘混合过程是化学氧碘激光器(COIL)中的一个重要步骤,氧碘混合质量直接决定着COIL的运行效率和光束质量。采用化学荧光法,研究了两种不同结构的扰动翼片组对COIL超音速平行流混合过程的影响。实验结果表明,1#扰动翼片组对氧碘超音速平行流的混合增强效果明显,其荧光区达到主气流中心线所经历的流向距离大幅缩短,碘解离区内的荧光区与测试区的面积比相对于无混合扰动时提高了4.2倍;采用2#翼片组扰动混合时,流向距离值进一步缩短了40%~60%,碘解离区内的面积比值又提高了20%~40%。氧发生器有/无主载气条件(2#翼片组)下的混合过程比较显示后者混合效果更好。     

高能量密度激光器腔镜有限元分析

 通过对高能量密度激光器运行过程中腔镜存在的表面及背面吸收热量的有限元分析,得出腔镜表面在不同吸收热流密度和约束条件条件下热变形分布。指出提高腔镜反射率,改变腔镜的基底材料以及优化腔镜的约束条件是显著降低腔镜反射面变形的有效途径。     

Cl HN_3产生NCl(a~1Δ)和NCl(b~1Σ)的实验研究

对利用微波放电直接解离 Cl2 生成 Cl,Cl与 HN3 反应生成 NCl(a1Δ)和 NCl(b1Σ)的过程进行了实验研究。得到了较强的 NCl(a1Δ)和 NCl(b1Σ)自发辐射光谱 ,考察了 Cl2 流量和 He/ Cl2 配比对NCl(a1Δ)和 NCl(b1Σ)生成的影响。发现对于一定的 He流量 ,Cl2 流量对 NCl(a1Δ)和 NCl(b1Σ)生成的影响存在一最佳范围 ,而最佳 He/ Cl2 配比不是一定值 ,而是随 He流量升高而变大 ,在实验所考察的 He流量范围 (5～ 4 0 L/ min)内 ,最佳 He/ Cl2 配比在 3 0∶ 1～ 1 0 0∶ 1之间     

Cl+HN3产生NCl(a1△)和NCl(b1∑)的实验研究

对利用微波放电直接解离Cl2生成Cl,Cl与HN3反应生成NCl(a1△)和NCl(b1∑)的过程进行了实验研究.得到了较强的NCl(a1△)和NCl(b1∑)自发辐射光谱,考察了Cl2流量和He/Cl2配比对NCl(a1△)和NCl(b1∑)生成的影响.发现对于一定的He流量,Cl 2流量对NCl(a1△)和NCl(b1∑)生成的影响存在一最佳范围,而最佳He/Cl 2配比不是一定值,而是随He流量升高而变大,在实验所考察的He流量范围(5～40 L/mm)内,最佳He/Cl 2配比在30:1～100:1之间.     

Cl+HN3产生NCl(a1Δ)和NCl(b1∑)的实验研究

 对利用微波放电直接解离Cl₂生成Cl, Cl与HN₃反应生成NCl(a^1Δ )和NCl(b^1∑)的过程进行了实验研究。得到了较强的NCl(a^1Δ 和NCl(b^1∑)自发辐射光谱,考察了Cl₂流量和He/Cl₂配比对NCl(a^1Δ 和NCl(b^1∑)生成的影响。发现对于一定的He流量,Cl₂流量对NCl(a^1Δ 和NCl(b^1∑)生成的影响存在一最佳范围,而最佳He/Cl₂配比不是一定值,而是随He流量升高而变大,在实验所考察的He流量范围（5~40 L/min）内,最佳He/Cl ₂配比在30∶1~100∶1之间。     

氧碘激光器碘分子荧光光谱的计算机拟合

 用计算机光谱拟合的方法研究了氧碘化学激光器腔内碘分子的荧光光谱,计算结果显示碘分子B态各振动能级的粒子在振动量子数为16的粒子密度最大,且按高斯分布时,数值拟合光谱和实验采集的光谱基本一致。     

光解CF3I研究I(52p1/2)的动力学

 本实验用YAG激光器的四倍频光,光解CF₃I得到I(5²P_1/2)。通过测量I(5²P_1/2)跃迁到基态而发出的1.315 μm荧光得到I(5²P_1/2)的自发辐射寿命为0.0370.005s,测得CF₃I、O₂、He对I(5²P_1/2)的猝灭常数分别为0.605Pa^-1s^-1,2 .25Pas^-1及0.22Pas^-1。     

以氮气为载气COIL的设计与实验

 根据以氮气为载气的特殊要求，对kW级氧碘化学激光器（COIL）装置的结构进行了有针对性的设计和实验研究。在氯气流量为140mol/s的情况下, 获得了2.6kW的功率, 相应的化学效率为20.4%, 喷管出口能流密度达到了74W/cm²。这一结果达到了以氦气为载气COIL的水平。