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。     

利用喇曼光谱测量氧碘化学激光器氯气利用率的实验研究

 介绍了利用自发喇曼散射光谱测量氧碘化学激光器单态氧发生器氯气利用率的原理及实验装置，并给出了在以氮气作为稀释气的0.1mol/s射流式氧发生器上测试的结果，测试相对误差小于12%。由于该方法只需要通过测量喇曼谱线相对强度之比，即可算出氯的利用率，因此不需要另外的标定实验，从而避免了因标定带来的影响。该方法减小了测试误差，简化了实验过程，提高了测试效率。     

横向射流式单重态氧发生器的性能实验研究

 对氧碘化学激光器的单重态氧发生器（SOG）进行了改进，采用横向射流方式，并对该横向射流式单重态氧发生器的性能进行了检测。实验中过氧化氢碱溶液温度控制在－16℃左右,氯气流量为530mmol/s，He与氯气的流量比为3;采用PS法测量单重态氧分子的产率,吸收法测量氯气的利用率和相对水含量。得出如下结论:在不使用冷阱和分离器的情况下，最高单重态氧分子产率达到58%, 氯气利用率在80%以上,相对水含量小于等于0.5;气体达到最大流量时,发生器仍然能稳定地工作。     

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。     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a1Δ）产率

 利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O₂(¹Δ)发生器流场组分，得到了发生器气流中O₂(¹Δ)和 O₂(X³Σ)以及N₂的自发喇曼散射光谱，由此得到了不同条件下的O₂(¹Δ)产率，测量误差不超过8%。     

氧碘激光器化学式碘发生装置的实验研究

针对采用化学式碘发生器的氧碘激光器稳定出光时间较短的情况,通过热力学和化学动力学方面的实验和分析进行了化学式碘发生装置供碘稳定性的研究。分析了物料转化率和反应速率随反应初始温度及反应时间的变化,得到了固相产物的灰层扩散是该反应控制步骤的结论,明确了实验中CuI要大大过量,用氯气量控制碘量的原则,同时确定了适宜的起始反应温度。优化后,在近15s时间内碘流量变化小于15%,显示出了较好的供碘稳定性,此时CuI的转化率为23%。     

拉曼散射光谱在氧碘化学激光器参数测试上的应用

介绍了拉曼散射在氧碘化学激光器参数测试上的应用,给出了在流量为0 5mol/s的射流式氧发生器上的实验结果。采用一套测试装置可以同时进行O2(a1Δ)产率和氯气利用率测试,提高了测试效率;由于无需进行另外的标定实验,提高了测试精度,为此该方法可以极大地改善目前O2(a1Δ)产率和氯气利用率测试精度较低的现状。     

kW级立式氧碘化学激光器的初步实验研究

 实验考察了立式氧碘化学激光器的工作性能。在氯气流量为82 mmol/s,无主稀释气的条件下,输出功率约1.3 kW，化学效率达到16.9％。分别与以氦气和氮气为稀释气的氧碘化学激光器进行了主要参数的比较（He-COIL在氯气流量110 mmol/s时，输出功率为2.4 kW；N_{2-COIL在氯气流量115 mmol/s时，输出功率为2.6 kW；立式氧碘化学激光器在氯气流量115 mmol/s时，输出功率为1.32 kW），结果表明该COIL装置初步实验结果与传统的He-COIL和N2-COIL相比还存在很大差距。但通过对实验结果的深入分析得知，若进一步降低单重态氧发生器的pτres值，缩短超音速喷管中亚音速段的氧碘混合长度或采用超音速段氧碘混合方式，使该立式氧碘化学激光器在无主稀释气的条件下运行且达到与He-COIL和N2-COIL相当的功率水平是可以实现的。}     

载气密闭循环氧碘化学激光技术模拟实验研究

载气密闭循环氧碘化学激光器技术是一种有望大幅减小氧碘化学激光器体积和降低运行成本的技术,然而至今鲜见相关实验报道。采用超音速喷管加双螺杆真空泵建成了模拟实验装置,并通过测量超音速喷管前后和双螺杆真空泵出入口处的气动参数的方法开展了载气密闭循环氧碘化学激光器的可行性研究和工作稳定性模拟实验研究。模拟实验研究结果证明了该技术的可行性,发现并分析了其光腔压力随双螺杆真空泵转速提高而出现压力拐点的现象,确定了其稳定运行工作条件,为实现载气密闭循环氧碘化学激光器的真正运行和小型化奠定了良好的基础。     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a^1△）产率

利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O2（a^1△）发生器流场组分，得到了发生器气流中O2（a^1△）和O2（X^3∑）以及N2的自发喇曼散射光谱，由此得到了不同条件下的O2（a^1△）产率。测量误差不超过8%。