方列管型射流式O2(1Δ)发生器的COIL出光研究

 方列管型射流式O₂(¹Δ)发生器是一种新型高效的氧碘化学激光器(COIL)化学能源供给装置。描述了采用该发生器在COIL上所做的一系列出光实验,这些实验着重于考察该发生器的性能参数及相应的COIL化学效率。结果在Cl₂流量为0.25mol/s、无冷阱、稳定腔条件下获得化学效率高达26% 。     

列管型射流式O2(1△)发生器的COIL出光研究

采用列管型射流式 O2 ( 1Δ)发生器在 COIL装置上做了一系列出光实验 ,对该发生器的性能、参数及相关技术等做了实验研究。实验获得化学效率最高达 2 2 .2 %。     

列管型射流式O2(1Δ)发生器的COIL出光研究

 采用列管型射流式O₂(¹Δ)发生器在COIL装置上做了一系列出光实验,对该发生器的性能、参数及相关技术等做了实验研究。实验获得化学效率最高达22.2% 。     

化学氧碘激光器的BHP配制及稳定操作

 作为化学氧碘激光器(COIL)的能量来源，O₂(¹Δ)发生器（SOG）工作状态直接影响COIL的工作性能，而碱性过氧化氢溶液的稳定与否又影响SOG的工作状态。通过对转盘式SOG实验中BHP配制及稳定操作的系统研究，提出了造成BHP溶液不稳定的几种原因及相关的解决方法。     

以氮气为载气的千瓦级COIL的初步实验研究

 首次在氯气流量为110mmol/s、采用方列管型射流式O₂(¹Δ)发生器(SPJSOG)以及列阵式超音速氧碘混合喷管的COIL装置上，以氮气替代氦气作为载气进行出光实验研究。初步实验获得1.8kw的激光输出功率以及18%的化学效率。     

p-τ值对COIL的影响的实验研究

 实验研究了单重态氧发生器（SOG）的p-τ值，即初始氯气分压与停留时间的乘积，对化学氧碘激光器（COIL）的影响，并分析了诸多实验因素对SOG的p-τ值的影响。对于提高COIL的化学效率具有很重要的实际意义。     

以氮气为载气的千瓦极COIL的初步实验研究

首次在氯气流量为110mmol/s、采用方列管型射流式O^2(^1△）发生器（SPJSOG）以及列阵式超音速氧碘混合喷管的COIL装置上，以氮气替代拟气作为载气进行出光实验研究。初步实验获得1.8kW的激光输出功率以及18％的化学效率。     

玻璃钢转板单重态氧发生器的研究

 研究了作为化学氧碘激光器能源的转板式O₂(¹Δ)发生器非金属化的可行性。实验结果表明, 采用玻璃钢转板代替不锈钢转板是可行的, 有助于COIL小型化和实用化。     

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。     

小型射流发生器的实验研究

通过对小型射流单重态氧发生器的稳定工作条件及射流板性能对发生器的性能影响的考察,在一个小型超音速氧碘化学激光器（COIL）中使用射流发生器成功地得到激光输出。     

无稀释气立式氧碘化学激光器的设计与实验

 分析了氧碘化学激光器（COIL）在无稀释气条件下工作所带来的一系列问题和对其性能的影响，并提出了相应的解决方法，进而对COIL结构和相关参数进行了有针对性的设计和实验研究。在氯气流量为117.6 mmol/s时,平均输出功率2.25 kW，化学效率达到21.1%，比功率0.22 J/g；分别以氦气和氮气为稀释气，对COIL进行了参数和实验数据比较。     

Experimental investigation of chemical oxygen-iodine laser

Results of an experimental investigation of a chemical oxygen-iodine laser (COIL) are presented. We determine the factors influencing the efficiency of a chemical singlet-oxygen generator (SOG) of the bubbler type operating on the chlorination of an alkaline solution of oxygen peroxide. We describe SOG constructions. A cw COIL with output power up to 400 W is developed on the basis of the investigated SOG. The feasibility of a modular construction of high-power COIL is demonstrated. A power-output level of 1 kW was achieved with a two-section laser. The feasibility is analyzed of COIL operation in a pulsed regime by pulsed bulk accrual of iodine atoms. We show that in this regime the laser can be operated without a low-temperature trap. An advantage of such a regime is also the possibility of controlling, in a wide range, the lasing pulse duration. A strong influence of molecular chlorine on the energy content of the active medium is observed when alkyliodides are used as iodine donors. The possibilities of using a pulsed COIL for controlled thermonuclear fusion are discussed. Translated from Trudy Fizicheskogo Instituta im. P. N. Lebedeva Akademiya Nauk SSSR, Vol. 194, pp. 114–147 (1989).     

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…     

P2O5和H2SO4射流脱除单重态氧气流中的水汽

为提高化学氧碘激光的性能,用五氧化二磷(P2O5)和硫酸(H2SO4)射流进行了单重态氧气流中的水汽脱除实验。实验结果表明:在约4 kPa压力、20 m/s流速和5 ms停留时间的气流状态下,P2O5和H2SO4射流可将水汽含量分别降低至原来的约1/5和1/16,发烟硫酸甚至可降至约原来的1/90,而且对单重态氧的猝灭很小。P2O5和H2SO4都是极佳的常温射流除水剂。     

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%。     

Efficient pulsed chemical oxygen-iodine laser with instantaneous generation of atomic iodine by volumetric discharge

A pulsed chemical oxygen-iodine laser (COIL) using atomic iodine generated by volumetric discharge of CH 3 I is developed and tested. COIL with a gain length of 60 cm is energized by a square pipe-array jet singlet oxygen generator with basic hydrogen peroxide pumping circulations and operated at subsonic gas flow. Maximum output energy of 4.3 J, pulse duration of 50 μs, specific energy extraction from the active medium of 2.0 J/L, and the maximum chemical efficiency of 12.5% are achieved at a chlorine flow rate of 55 mmole/s.     

射流式单重态氧发生器理论模型

 射流式单重态氧发生器(JSOG)是化学氧碘激光器十分重要的能源部分,它主要是通过解气相、液相扩散方程来求解发生器出口的氯的利用率和单重态氧的产率。在实际工作中的射流发生器非常复杂,其扩散方程和边界条件为非线性,非齐次边界条件,非齐次泛定方程组,求解难度较大。通过边界条件,采用试探解的方法,解得氯、总氧、单重态氧的气相、液相扩散方程,得到了氯的利用率,及单重态氧产率的解析解,与实验结果基本相符。