化学氧碘激光器的现状及发展前景

1　引言　　化学氧碘激光器 (COIL)诞生已有 2 0余年。自 1 978年化学氧碘激光器发现以来 ,它的输出功率从几毫瓦增加到几百千瓦。波长为 1 .31 5μm的化学氧碘激光辐射能很好地通过光纤和大气传输 ,其气体激活媒质又为低发散激光束的产生提供很好条件 ;初始化学成分 (氯、碘、过氧化氢、碱 )无毒。因此大多数元部件能用商用塑料和金属制成。氯是最危险的化学制品。然而 ,为安全和可靠 ,能采用水氯化过程中的技术经验。化学氧碘激光能在亚声或超声气流的激光腔中有效运转。与连续波化学氧碘激光运转相同 ,有几种方法能使化学氧碘激光器在…     

小尺度超声速氧碘激光器

激活媒质长度为５ｃｍ的超声速化学氧碘激光器已经运转，采用了简单的起泡器型Ｏ２发生器和中等尺寸抽气系统。栅状喷嘴用来注入碘和进行超声速膨胀，目前的实验已在３１５ｎｍ波长获得９Ｗ连续波激光输出。     

电激励氧碘激光器研究最新进展

氧碘激光是由激发态O2(1△)与基态碘原子近共振传能来实现的.传统的氧碘化学激光器(COIL)采用气液化学反应来产生O2(1△).一种全气相、更安全易行的基于电激励O2(1△)发生器的氧碘激光器是当前国际上的研究热点.通过对最新文献的综述分析,归纳整理了电激励氧碘激光器(EOIL)研究中的关键问题所在,并对未来发展趋势及需要解决的问题等进行了分析总结.     

氮气为稀释气的氧碘化学激光器射流式氧发生器诊断

考察了氮气作为稀释气体的氯气流量为0.1 mol/s的射流式方管氧发生器的性能.氯气利用率、单重态氧产率以及水汽含量的测试结果表明,只要把氮气流量控制在不超过氯气的3倍,则发生器的性能完全可以达到氦气作为稀释气体时的水平.     

具有压力达11970Pa的O2（^1△）滴状喷流振荡器的氧碘激光器

演示了具有工作压力达１１９７０Ｐａ的单态氧滴状喷流振荡器的氧碘化学激光器，在单态氧振荡器中，激活气压达９３１０Ｐａ时，化学效率达１０％的输出功率为９０Ｗ（振荡器单位面积功率为８０Ｗ／ｃｍ＾２）。表明滴状喷流和高速气流的相互作用会导致喷流气部分增长，并使反应区内压力明显降低。在逆流振荡器中会发生激活气体从气溶胶的净化，并在高压Ｏ２（＾１△）反应时产生溶液导热。     

12kW连续波化学氧碘激光器

发展并实验了装有新颖喷射式单态氧发生器的12kW连续波化学氧碘激光器。介绍了激光工作介质过程诊断和数学模拟所用的实验和数字模拟技术。报道了某些实验和计算结果。     

氧碘激光器射流式单重态氧发生器的研究

对优化设计的射流式单重态氧发生器（ＪＳ－１）进行了一维模型计算，理论上确定了经优化设计的ＪＳ－１的最佳氯气摩尔流量，并进行了实验研究，对某些工作参数作了实验考查，进而从实验中确定了氯气摩尔流量的最佳值，实验结果与模型计算结果相一致。同时实验考察了载气对射流式单重态氧发生器（ＪＳＯＧ）工作性能的影响。     

化学氧碘激光器的化学效率以及碘原子多次参与激光作用的现象及…

本文通过对ＣＯＩＬ各系统评价参数的分析，得到了化学效率依赖于Ｏ２（１Δｇ）百分含量的上限表达式，并通过对不同工作条件下亚音速运转的ＣＯＩＬ实验数据的综合分析，得到了化学效率ｎｃ的经验公式，进一步通过作为激活介质的激发态碘原子Ｉ的能量转化效率的定义，首次证明了在ＣＯＩＬ中，碘原子多次参与激光作用的现象，并对此作了初步的理论分析。     

俄罗斯化学氧碘激光器的研究

本文对俄罗斯的化学氧碘激光作一综述，包括下列问题，单态氧发生器的发展与研究，连续小脉冲化学氧碘激光运转，二次谐波产生。着重考虑以化学氧碘激光作固体激光器泵浦源的可能性，其基础是化学氧碘激光的二次谐波辐射与一些高效激光材料，即掺Ｃｒ＾３＋晶体的泵浦带一致，因此可以建造化学氧碘与固体的混合激光器，它具有化学泵浦的高效率、高比能存贮、自充分性，又有固体激光器所持有的优秀性能，即具有包括连续波、脉宽为μｓ     

太阳光抽运富勒烯-氧碘激光器的可行性

分析了光抽运(其中包括太阳光抽运)富勒烯-氧碘激光器(FDIL)的可行性。分子氧与三重亚稳态富勒烯(低阶和高阶的)混合物相互作用形成单态氧。而三重亚稳态是光照射富勒烯时产生的。光动力学模型评估结果表明，太阳光抽运的富勒烯-氧碘激光器效率可达百分之几十。报导了光抽运与溶液中的富勒烯相互作用时单态氧产额的实验和理论研究结果。使用波长532nm的激光和模拟太阳光的氙灯宽带辐射作为光抽运源。     

高效纵流氧碘化学激光器

研制成激活介质沿光轴快速流动的氧碘化学激光器。得到了功率为１８６Ｗ和化学效率大于２０％的激光振荡。     

日本化学氧碘激光器的发展

日本化学氧碘激光器的基本实验与理论研究开始于１９８１年，几年以后，工作集中在工业应用领域。用于材料加工的第一台商品化学氧碘激光于１９９２年完成，器件连续波输出功率１ＫＷ，一直成功地使用在钢铁切割上，用０．３ｍｍ芯径的石英光纤传输。     

美国化学氧碘激光器的发展

这是一篇有关美国化学碘激光技术发展过程的综述，此项工作始于１９６０年，１９７７年随着空军武器实验室首次化学氧碘激光器振荡演示成功而达到高潮的关键技术发展。     

以化学法产生碘分子为碘源的数千瓦级氧碘化学激光器

实验研究了用化学法产生碘分子作为碘源的氧碘化学激光器.该氧碘化学激光器采用列管单重态氧发生器,超音速氧碘混合喷管设计马赫数为2.5,增益区长度为26.5 cm.在氯气流量为353 mmol/s时,输出功率为7.8kW,相应的化学效率为24.5%.     

小型超声速化学氧碘激光器

采用简单喷雾型单态Ｏ２（＾１△）化学发生器和中等尺寸的泵浦系统，激活介质长度为５ｃｍ的超声速化学氧碘激光器已实现运转，碘通过栅状喷管注入并以超声速扩散，实验获得功率为９Ｗ、１３１５ｎｍ波长的连续波激光发射，该激光系统尺寸小，结构简单，且能长期稳定运转，使之成为高功率超声速碘激光器重要参数的方便工具。     

工业用化学氧碘激光器

１引言 化学氧碘激光器是利用电子态跃迁发射近红外光的化学激光器。自从美国空军实验室发明它以后，为军事应用而加强了研究，因为它的高效率和高可扩展性，可能用来做机载反导系统。同时，它的短波长、高效率和高度可扩展性，对工业也很有用。加上它的振荡波长１．３１５μｍ是光纤传输激光功率的理想波长。此外，由于化学氧碘激光器是低压气体激光器，预期有极好的光束质量。 早在１９８０年，Ｆｕｊｉｏｋａ就开始对化学氧碘激光器进行基础研究，目的是做工业应用。接着Ｋａｗａｓａｋｉ重工业社对化学氧碘激光器的商业化感到兴趣，并开…