连续波DF化学激光器光斑上下游光谱测量

通过分析非稳腔DF化学激光器光腔内激光路径特性,指出非稳腔DF化学激光器输出光斑上下游光谱振荡路径不同导致输出光谱存在一定差异。试验测量了一台连续波DF化学激光器光斑上下游光谱,结果表明：非稳腔DF化学激光器光斑上下游光谱主要谱线成分未见显著差异;光斑上下游谱线相对强度存在一定差异;光斑上游各谱带相对强度最大值谱线转动量子数趋向于各谱带低转动量子数方向。根据实测光谱,对光斑上下游光谱所表征光腔温度和相对粒子数范围进行了估算,得到光腔上游平均温度要低于光腔下游平均温度。     

小型电激励连续波DF化学激光器的实验研究

对一台小型电激励连续波DF化学激光器进行了实验研究,在光轴位于喷管阵列出口平面下游10mm处和15mm处分别进行了出光实验,得到188.4W和205.8W的DF激光输出,输出激光波长为3.6~4.1μm,激光器的电效率分别为2.3%和2.5%。该小型电激励连续波DF化学激光器长时间(100s)运行的功率稳定性峰谷值和均方根值分别为±1.04%和0.49%,工作状态较为稳定,实验可重复性好,操作方便,是强光条件下镜片膜层吸收系数测量的适用红外激光光源。     

电激励DF化学激光器光腔流场荧光光谱测量与分析

 观察并记录了增大D₂流量时DF激光光腔流场可见光荧光的变化现象,对光轴处的可见光荧光进行了光谱测量,使用波长为632.8 nm和543.5 nm的He-Ne激光器对光谱仪进行标定。对激光器光腔内介质成分进行了理论分析,并理论计算了DF高次泛频谱线及D原子谱线,通过比对荧光的实验测量光谱与光腔内介质成分谱线,发现荧光是由F,He,D,N,DF及其它激发态介质共同形成的,对光轴处荧光的颜色构成作出了解释。     

电激励DF化学激光器光腔流场荧光光谱测量与分析

观察并记录了增大D2流量时DF激光光腔流场可见光荧光的变化现象,对光轴处的可见光荧光进行了光谱测量,使用波长为632.8 nm和543.5 nm的He-Ne激光器对光谱仪进行标定。对激光器光腔内介质成分进行了理论分析,并理论计算了DF高次泛频谱线及D原子谱线,通过比对荧光的实验测量光谱与光腔内介质成分谱线,发现荧光是由F,He,D,N,DF及其它激发态介质共同形成的,对光轴处荧光的颜色构成作出了解释。     

基于发射光谱的DF激光器光腔温度与粒子数分布

 建立了谱线增益系数与温度、粒子数分布之间及谱线增益系数与谱线强度之间的关系式,对一台燃烧驱动DF激光器的发射光谱进行了测量,利用发射光谱数据计算得到光腔温度为381.4 K,分布在振动态能级1与0,振动能级2与1,振动能级3与2的粒子数之比分别为0.60～0.62, 0.676 4, 0.71～0.74。     

基于发射光谱的DF激光器光腔温度与粒子数分布

建立了谱线增益系数与温度、粒子数分布之间及谱线增益系数与谱线强度之间的关系式,对一台燃烧驱动DF激光器的发射光谱进行了测量,利用发射光谱数据计算得到光腔温度为381.4 K,分布在振动态能级1与0,振动能级2与1,振动能级3与2的粒子数之比分别为0.60～0.62, 0.676 4, 0.71～0.74。     

连续波DF/HF化学激光器气膜冷却式喷管流场数值分析

在连续波DF/HF化学激光器主喷管收缩段采用气膜冷却方式,从3维离散小孔注入氦气射流以隔离壁面和主气流。通过对3种气膜孔排布方式下喷管内主气流状态进行数值模拟研究,分析氦气与主气流之间的相互作用,比较了不同方式下主气流氟原子冻结效率及壁面冷却效果。考虑到DF/HF化学激光器主喷管结构尺寸较小,采用适当间隔的单排圆孔注入是现实可行的,并有望达到较好的冷却保护效果,从而提高激光器运转效率。     

连续波DF/HF化学激光器气膜冷却式喷管流场数值分析

在连续波DF/HF化学激光器主喷管收缩段采用气膜冷却方式,从3维离散小孔注入氦气射流以隔离壁面和主气流。通过对3种气膜孔排布方式下喷管内主气流状态进行数值模拟研究,分析氦气与主气流之间的相互作用,比较了不同方式下主气流氟原子冻结效率及壁面冷却效果。考虑到DF/HF化学激光器主喷管结构尺寸较小,采用适当间隔的单排圆孔注入是现实可行的,并有望达到较好的冷却保护效果,从而提高激光器运转效率。     

连续波DF激光器高腔压运转的数值研究

 对以C₂H₄作燃料、以He作稀释剂的燃烧驱动连续波DF化学激光器进行了模拟计算，着重研究了激光器在高腔压条件下的性能。通过比较两种具有不同喷管家结构的DF化学激光器的高腔压运转下的平均腔压、激射强度、输出耦合功率和化学效率，指出高腔压运转对喷管结构的要求。     

连续波DF激光器高腔压运转的数值研究

对以C2H4作燃料、以He作稀释剂的燃烧驱动连续波DF化学激光器进行了模拟计算,着重研究了激光器在高腔压条件下的性能。通过比较两种具有不同喷管家结构的DF化学激光器的高腔压运转下的平均腔压、激射强度、输出耦合功率和化学效率,指出高腔压运转对喷管结构的要求。     

Infrared laser spectra of HF and DF

The six lowest states, dissociating into the $\text{(}{}^2\text{P)}\text{Al}\text{(}{}^4\text{S)}\text{N}$ and $\text{(}{}^2\text{P)}\text{Al}\text{(}{}^2\text{D)}\text{N}$ atomic states, are calculated using a nonempirical pseudopotential for the representation of the atomic cores and an extensive CI. The ground state is assigned as ³Π, but the ¹Σ⁺ and ³Σ^? minima are less than 0.5 eV higher. The results are compared with the few experimental data.     

DF激光器燃烧室反应流场的一种新的计算求解方法

 使用了一种新的方法来计算燃烧驱动DF激光器燃烧室多组分化学反应流场。首先引入了元素的分布方程,然后根据化学平衡的热力计算方法求解每一位置的组分及温度。这样,在计算低速流场时,就避免了处理化学反应源项引起的数值计算过程中的方程刚性问题,也减少了组分方程的数量。结果显示,这种燃烧室的注氦方式能够在一定程度上冷却燃烧室壁面。     

Spectral composition of radiation of supersonic CW chemical lasers: A DF laser

We experimentally studied the spectral parameters of the radiation generated by supersonic continuous-wave DF lasers with nozzle blocks of two different configurations (nozzle-nozzle and nozzle-radial-expansion-injector mixing schemes). We demonstrate the effects of the excess secondary-fuel (deuterium) ratio, the orientation of the optical cavity axis relative to the nozzle section, and gas-dynamical reactant mixing conditions on the spectral composition of the radiation. We show that the DF-laser spectrum can be controlled to a certain extent by varying these parameters.     

Determination of the deuterium abundance in water using a cw chemical DF laser

This paper describes a new method for the determination of the deuterium content in water samples. The absorption of the radiation of a cw deuterium fluoride laser by HDO in water vapor is measured by means of a nonresonant spectrophone (optoacoustic detector). This method enables one to evaluate the isotope ratio of hydrogen in a rather simple and straightforward way. Advantage is taken of the fact that HDO absorbs some of the DF laser lines whereas H₂O shows no absorption. Due to the small concentration in natural water deuterium is practically entirely present as HDO. Therefore a selective determination of the deuterium content is possible. In the course of the investigation the absorption coefficients of HDO for the different laser lines were determined. It was thereby established that there exists a strong coincidence of an HDO absorption line with the 2P2 DF laser line. The detection sensitivity of the method was then examined for some selected laser lines. The concentration of HDO in natural water samples could be determined with an accuracy of better than 10%. The experiments, however, show that with appropriate improvements it should be possible to achieve an accuracy of better than 1%. This makes the method very interesting as an analytical tool in hydrology.     

连续波氟化氘/氟化氢化学激光器TRIP技术混合机理

采用CLNST引入的扰流气注入技术对连续波氟化氘/氟化氢化学激光器进行数值模拟研究。模拟其3维流场有化学反应,但不考虑激射的情况。计算结果显示:加入扰流气后,平行注入的主副气流混合增强明显,气流混合速度明显加快,在喷管出口平面5 mm处即扩散至副喷管中心线位置,且小信号增益系数值明显增强。分析了流场结构得出:扰流气增强气流混合的主要方式在于使反应界面拉伸和扭曲,同时观察到有弱漩涡产生,但沿气流方向较快耗散掉,对流场影响较小。     

连续波氟化氘/氟化氢化学激光器TRIP技术混合机理

 采用CLNST引入的扰流气注入技术对连续波氟化氘/氟化氢化学激光器进行数值模拟研究。模拟其3维流场有化学反应,但不考虑激射的情况。计算结果显示:加入扰流气后,平行注入的主副气流混合增强明显,气流混合速度明显加快,在喷管出口平面5 mm处即扩散至副喷管中心线位置,且小信号增益系数值明显增强。分析了流场结构得出:扰流气增强气流混合的主要方式在于使反应界面拉伸和扭曲,同时观察到有弱漩涡产生,但沿气流方向较快耗散掉,对流场影响较小。