电激励O2（a1Δg）发生器的实验研究

在纯氧,及氧气和氩气的混合气体情况下,对射频放电产生O2（a1Δg）进行了实验研究。射频频率为13.56MHz,额定功率500W,放电压力133.0~399.0Pa, 氧气流量最大为1.4mmol/s, 氩气流量为2.1mmol/s。研究了O2（a1Δg）产率随气体流量、放电气压以及混合气体放电条件的变化。O2（a1Δg）产率最大值约为17.5%。     

电激励O2（1△g）发生器的理论模拟研究

建立了基于分子反应动力学的氧等离子体化学反应模型,该模型包括了电子与氧分子,以及氧原子与氧分子的碰撞反应过程。利用反应动力学理论计算并讨论了电激励O2(1△)发生器的放电参数,发现电子能量应小于2.5eV。电子浓度对O2(1△)产率的影响不大,当放电压力与气体线流速一定时,存在最佳的电子平均能量。     

电激励O2（1△g）发生器的理论模拟研究

 建立了基于分子反应动力学的氧等离子体化学反应模型，该模型包括了电子与氧分子，以及氧原子与氧分子的碰撞反应过程。利用反应动力学理论计算并讨论了电激励O₂(¹△)发生器的放电参数，发现电子能量应小于2.5eV。电子浓度对O₂(¹△)产率的影响不大，当放电压力与气体线流速一定时，存在最佳的电子平均能量。     

C1＋HN3产生NCl（a^1Δ）和NCl（b^1∑）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（5－40L/min)内,最佳He/Cl2配比在30：1－100：1之间。     

O2中α型射频放电的理论研究

根据射频放电中电流连续性方程、稳态时电子数密度的连续性方程以及电子的能量平衡方程,建立了气体放电氧碘激光器中α型射频放电等离子体的理论模型,通过数值求解得到了射频放电等离子体中电场、电子数密度的空间分布,分析了放电参数对放电特性的影响.结果表明采用频率高的射频放电会使放电空间电场降低,电子数密度增加,从而有利于单重氧的生成,为提高气体放电中单重氧的产率提供了理论依据.     

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%。     

O2（^1△）发生器溶液预混及反应换热系统设计

通过采用离心泵与换热器进行的换热系统设计，缩短了溶液预混时间，增强了O2(^1△)发生器的反应换热效率，同时使发生器在反应中具备了动态传质性能，改善了氧碘化学激光器的输出功率。     

O2(1△)发生器溶液预混及反应换热系统设计

通过采用离心泵与换热器进行的换热系统设计,缩短了溶液预混时间,增强了O2(1△)发生器的反应换热效率,同时使发生器在反应中具备了动态传质性能,改善了氧碘化学激光器的输出功率.     

板条射频放电产生单重态氧实验研究

 通过考察各种放电状态及气流条件下发生器内外物种的自发辐射谱,发现光谱峰值强度与对应物种浓度成正比。分析了主要的等离子体动力学过程,了解了单重态氧及其它物种的浓度变化规律。考察了α放电和γ放电两种不同的放电方式。发现在α放电状态下,体系中有较少氧原子等淬灭性粒子,更有利于O₂(¹Δ)产生。加入He,有效地降低了气体体系的离子化阈能和约化场强,约化场强最小时,产生的O₂(¹Δ)浓度最大,相较于纯氧放电,O₂(¹Δ)浓度提高一倍以上。考察了腔外各物种浓度的变化,O₂(¹Δ)离开放电腔后浓度稳定,沿距离减少较慢,有益于出光。优化了本系统的放电极间距,极间距太大或太小,都不利于单重态氧的产生。     

Supersonic COIL with angular jet singlet oxygen generator

Supersonic Chemical Oxy-iodine Laser has been developed using a Singlet Oxygen Generator (SOG) with a novel approach. Generated singlet oxygen is taken out of the SOG at an angle of 40° to avoid the problem of carry over of droplets, which is one of the major drawbacks of horizontal system. The system has been operated up to 22 mmol/s chlorine flow rates. Chlorine utilization and singlet oxygen observed have been more than 90% and 60%, respectively. The observed maximum output power was 350 W, thus yielding a chemical efficiency of 17.5%.     

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%。     

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。     

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。     

气固化学反应体系产生单重态氧的初步实验研究

 介绍了一种新的产生单重态氧（O₂（¹△g）的气固化学反应体系,即在固定床式反应器中采用固体过氧化钠粉末与氯气（Na₂O₂/Cl₂）进行反应的气固化学反应体系。实验分别通过用对近红外敏感的光谱仪和锗探头监测了反应产生的（O₂（¹△g）的发射光谱和1 270 nm的光信号,同时通过数据采集系统监测了反应池固体反应层和测试池中气体的温度的变化曲线。实验测得了（O₂（¹△g）在1 270 nm附近的特征发射光谱,此光谱表明该体系是一个很好的产生（O₂（¹△g）的体系,同时,实验现象表明该反应是强放热反应。     

射流式单重态氧发生器的气液两相耦合模型

 将气液两相耦合模型应用于射流式单重态氧发生器,通过数值模拟和实验的比较验证了该模型的可行性。分析了发生器工作参数对其动力学过程的影响,发现在保持其它参数不变的情况下,氯气和BHP溶液的相对浓度决定了发生器动力学过程的类型。给出了利用氯气吸收速率变化曲线判定发生器动力学过程类型的方法。在原有模型基础上考虑了热效应及其对模型参数的影响,计算了水蒸气的含量。模型改进后,模拟结果更接近于实验值。