用强红外激光辐照CF_3I+CO_2混合物合成CI_4晶体

用TEACO_2激光辐照CF_3I+CO_2气体混合物,获得最大直径为0.5mm CI_4晶体颗粒的研究结果。指出CF_3I+CO_2混合物在强脉冲红外激光辐照下的反应方程为     

低温下激光辐照BCl_3的研究

用TEA CO_2激光辐照低温下的BCl_3时,从红外吸收光谱观察到硼同位素~(10)BCl_3、~(11)BCl_3有明显的选择性离解,并获得低温下硼同位素浓缩系数较室温下有显著的提高。     

红外多光子分解SF_6分离硫同位素的实验研究

本文报导了用能量1—1.5J,脉冲半宽度100—200nsTEA CO_2激光照射SF_6,实现红外多光子分解,分离硫同位素。全文共有七项结果:(1)0.20托SF_6,加入不同比例的H_2,照射相同数目(800个)激光脉冲,观察分离系数α值的变化。当H_2的分压为0时,α值为17;而当H_2的分压增加到1.80时,α下降到3。(2)自由基和分解后产物的复合反应对分离有较大的影响,由反应器材质(黄铜、玻璃)不同,得到间接验证。(3)分离系数α与照射的激光脉冲次数S间的关系。在有限的脉冲数范围内,α随S的增加指数地增加,增加率是SF_6压力的函数。(4)分离系数α与SF_6压力P间的关系。纯SF_6情况下,α随压力增加而迅速减小,减小率是脉冲数的函数;在SF_6/H_2=1/5的情况下,α值随压力增加而指数地下降。(5)平均分解产额与SF_6压力间的关系,存在一极大值。在本实验条件下,压力为1.60托左右时,分解产额最大。(6)不同缓冲气体对分离的影响与缓冲气体对SF_6分子振动能量弛豫时间的影响趋势相一致。(7)激光照射SF_6分子时分析可能的分解反应渠道。对激光照射后进行剩余气体成份的分析,发现有大量     

短脉冲TEA CO_2激光多光子选择性离解高气压三氟甲烷系统

利用一台自制的可调谐TEACO_2激光器以及充气等离子开关技术得到了宽度约为10—15毫微秒,能量约0.2—0.4焦耳的窄脉冲,用此窄脉冲聚焦后辐照高气压(200托)的三氟甲烷样品,由辐照前后的红外光谱明显地看出:用较强的窄脉冲辐照高气压的三氟甲烷样品获得了很好的选择性离解。而长脉冲却无明显的选择性离解。利用红外光谱计算了氘的离解几率,并由气体色谱的非直接测定得到了用短脉冲辐照200托天然丰度的三氟甲烷系统时,氘的浓缩系数为7600+1000和7600-1500的较好结果,进一步压缩脉冲宽度,提高样品工作气压的工作正在进行中。     

红外激光表面化学反应的初步研究

催化剂能降低化学反应的活化能从而提高反应速率,对反应途径有特殊的选择性。本文研究了二氧化碳激光器产生的红外激光对 NH_3和 SF_6在热金属丝表面上分解反应的影响,以及 TEACO_2激光单脉冲诱发的 NH_3一O_2复相爆炸反应。在 NH_3体系的实验中,使 CW CO_2激光束穿过钨丝圈而不触及钨丝,发现在热分解温度阈值以下,一旦用红外激光辐照,分解反应立即发生,如停止辐照,反应也就停止。在 SF_6体系的实验中,研究了 SF_6在多晶纯铂丝表面上的热分解反应动力学。当 SF_6的压力在0.050—0.15托之间,测得分解反应的起始温度为900℃左右。当铂丝温度在900—1050℃范围内,反应速率与 SF_6的压力呈一级反应关系,测得反应表现活化能为19.6千卡/摩尔。在     

用多频强红外激光离解CHClF_2分离~(13)C同位素

用我们发展起来的多频场技术研究廉价的CHClF_2分子,大大地提高了离解选择性和产率。实验中用TEACO_2激光9R(24)、9R(22)、9R(20)、9R(18)、9R(16)五支线同时辐照CHClF_2。在室温下,~(13)C的浓缩系数达到50倍,且产率为40％,比单频结果都有数量级的提     

利用催化作用实现硼同位素的激光浓缩

利用催化作用的激光光化学同位素分离首次获得成功。用横向激励大气压CO2激光器发出的10.55微米激光辐照10乇BCl3、20乇H2和~1克Ti混合物。辐照1.5小时后，发现比值10B/11B增加了10%。讨论了同位素浓缩中催化剂对浓缩效率的影响。     

双频CO_2激光多光子离解CF_3CHCl_2分离氘

目前,用红外多光子离解原理分离同位素的大多数实验是在单一频率辐照下进行的。由于辐照时所需激光能量密度较高而导致离解选择性下降,激光能量利用率也较低。用两个频率的激光辐照在一定程度上可以克服上述缺点。本文报导对低气压CF_3CDCl_2—CF_3CHCl_2体系进行了单、双频离解的对比实验。经红外定性分析和质谱定量分析,表明采用双频辐照可获较好的离解选择性和较高的同位素浓缩系数。例如单频 CO_2激光离解相同体系所获得的氘一步浓缩系数最高值为1400(1978年,美国劳伦斯·利弗莫尔实验室)。本实验中双频 CO_2激光离解下获得的一步浓缩系数为1600。我们对双频离解选择性较高的物理原因进行了简要的解释。     

CO激光感生UF6光化学反应

加州洛杉机同位素工艺公司的J. W. Eerkens及其同事们报导了用CO激光器加速UF6和HCl同位素选择反应的技术。这种非热反应由于255 K的辐照而加快6倍以上。用5.33 μm的单激光谱线选择性地激发UF6的3v3带。为了获得更高的激光功率。可改用液氮冷却的CO激光来照射激光腔内的气体反应池。这样，10 W输出的单线激光功率利用率可增加25~30倍。确定激光催化反应同位素选择性的研究也正在进行中。     

TEA CO_2激光脉冲波形分析

自从1970年Beaulieu首次报导TEACO_2激光器以来,这类激光器已成为激光核聚变、同位素分离、激光加工、激光雷达、激光化学等方面的有力工具。TEA CO_2激光的输出脉冲波形一般是由一个100毫微秒的增益开关脉冲及1～2微秒的尾部组成。我们用光子牵引检测器检测了紫外预电离TEACO_2激光器的脉冲波形,观察了各种泵浦水平下的各种波形,并采用Manes和Seguin的五温度动力学模型,分析计算了不同条件下的动力学过程,从而解释了实验结果。     

混合式CO_2激光器

众所周知,TEACO_2激光器可以在高气压下产生大体积均匀辉光放电,从而获得很大的脉冲输出能量和很高的峰值功率.但是,正是由于TEACO_2激光器工作在高气压下,因此不可避免地使激光介质的增益线型被气压大大地展宽,其增益线宽可达4千兆赫/大气压.如果这样的增益介质放在一个2米长的光学谐振腔(其纵模间隔为75兆赫)中,计算表明有20多个不同频率的纵模的增益系数之差小于5%,这样就可以有很多不同频率的纵模同时振荡,它们还会产生拍频,使TEACO_2激光器的脉冲输出呈现很强的调制.这在诸如脉冲激光雷达、光泵远红外激光器的光泵源、激光同位素分离、非线性光学等很多重要的领域都是不希望的.     

用红外光谱研究激光分离硼同位素的辐照产物

红外多光子吸收分离硼同位素过程中,我们观察到强激光辐照下BCl_3与全氟碳油脂发生激光诱导光化学反应,产生新的光化学产物,在1000厘米~(-1)处出现一强吸收峰与~(10)BCl_3v_3振动吸收光带相重迭,对用红外吸收光谱测试硼同位素浓缩系数有影响.     

InSb中自旋反转受激喇曼散射效应

InSb中电子的自旋反转喇曼散射是获得红外波段连续可调谐激光以及研究InSb能带结构的一种手段。我们在～7K下,观察了以TEACO_2激光器为入射泵浦光、在n型InSb样品上产生的自旋反转受激喇曼散射光的输出。所用的TEACO_2激光器用光栅选支,可选出46条振动线。本实验用9.6微米(1042cm~(-1))波长的输出。输出脉冲能量～0.5焦耳,脉冲宽度～200毫微秒,前沿～50毫微秒。用能量计和光子牵引检测器检测。样品尺寸4×4×8毫米的n-InSb,浓度～1.1×10~(16)厘米~(-3),所用磁场为我系自制超     

三氯化硼红外多光子吸收分离硼同位素过程中氟氯化硼的生成

分析讨论了聚焦的TEACO_2激光辐照BCl_3-O_2体系分离硼同位素的反应产物和机制.BCl_3和O_2反应的稳定产物为B_2O_3,未发现(BOCl)_3.实验还表明,在强红外激光作用下,BCl_3与氟脂发生光化学反应.生成BFCl_2.讨论了多光子离解产物与氟脂反应的动力学过程,提出了可能的反应机制.     

用TEA CO_2激光多光子离解三氟甲烷浓缩氘同位素

用光栅调谐的TEA CO_2激光器多光子离解三氟甲烷浓缩氘同位素。激光波长调谐到R(12)支线(970cm~(-1))选择激发三氟氘甲烷v_5振动模(其中心频率为970cm~(-1))。激光能量0.9焦耳,脉宽150毫微秒,用焦距43厘米氯化钾透镜聚焦,获得能量密度约20焦耳/厘米~2。聚焦激光辐照装有氯化钾窗口的反应池,池长300毫米,直径30毫米。反应池内充入三氟甲烷200毫托,氩20托。天然丰度的三氟甲烷和氘代三氟甲烷预先经Perkin-Elmer 599型红外光谱测定,与标准的红外谱图一致。氘代三氟甲烷的氢氘比由MAT44S质谱一色谱测定。激光辐照后,三氟甲烷离解的含碳产物四氟乙稀用红外光谱和气相色谱测定。同位素选择系数和浓缩系数是用气相色谱法作定量分析确定的。用色谱测定四氟乙稀同时,还测定了反应室内三氟甲烷初压和激光辐照后的剩余压力。并用四氟乙稀、三氟甲烷纯样进行定标。反应池内三氟甲烷——氩混合气中的四氟乙稀本底在激光辐照前经色谱多次测定,并从辐照后的四氟乙稀的总量中将平均本底予以扣除。采用色谱法确定氘浓缩系数为1.2×10~4。     

激光简化了同位素浓缩

密歇根大学研究人员开发了一种简单有效的方法来生产浓缩同位素膜。此法用台式太瓦激光器 ,提供一个简洁方法来替换传统的气体扩散技术。一台 780 nm的钛宝石啁啾脉冲放大激光器用超短高能脉冲烧蚀一固体靶。扩张的等离子体使较轻的同位素位于其中心 ,较重同位素则呈螺旋形分布于外部区域。由于脉冲很短 (150～ 2 0 0 fs) ,强度可高达 1PW/cm2。超快激光脉冲聚焦于靶产生磁场 ,磁场偏转原子 ,将轻重原子分离 ,以基片捕获原子研究人员用各种靶来做实验 ,有氮化硼、氮化镓、锌、钛和铜。该校超快光科学中心的 Peter Proko说 ,在所有的情形中…     

甲醇的红外多光子离解

实验采用选频紫外预电离TEACO_2激光器.激光脉冲能量0.5～1焦耳,脉冲宽度约0.1微秒,峰值功率密度约5×10~6瓦/厘米~2.激光束经焦距5厘米的锗透镜聚焦后射入反应管内,焦斑处功率密度约1×10~(10)瓦/厘米~2.本实验使用的脉冲重复频率约1赫.反应管(兼红外光谱吸收池)的内径36毫米,长100毫米,用硬质玻璃管制作,两端粘贴NaCl窗片.产物分析使用Perkin-Elmer577型红外分光光度计.样品采用市售分析纯的无水甲醇.     

TEACO_2激光器被动锁模研究

用涨落理论对TEACO_2激光器被动锁模过程进行了数值模拟计算,解释了被动锁模低锁模几率的成因,并指出存在最佳增益及最佳初始透过率.实验结果证实了模拟计算的正确性,得到了最佳充气气压比例,获得了脉宽为2ns,功率约0.5MW的TEACO_2激光超短脉冲列.     

TEA CO_2腔内棱镜调谐激光器

采用两级同步运转的紫外光预电离脉冲TEACO_2激光器.预电离是用不锈钢片制成的表面火花列阵,放在网状电极的后部.主放电和预电离使用单独的电源,并由可控的延迟触发器控制它们之间的时间延迟.为获得稳定均匀的无弧放电,在激光气体中掺杂了低离化电位的正三两胺种子气体.放电体积为7×7×100厘米~3,每级主放电贮能电容0.047微法,预电离电容0.07微法.为保证器件长时间稳定无弧运转,以便于调谐,工作气体比分选为CO_2:N_2:He=3:2:6, 总气压为560托,输入能量控制在每立升100焦耳.主放电对预电离延迟1微秒.这时器件单脉冲运转, 每分钟3～4个脉冲.     

双束可调频TEACO_2激光器

我们研制了一台双束可调频TEACO_2激光器,该器件除了具有能重复频率工作(重复频率大于10脉冲/秒)和有长工作寿命(一次充气可以连续工作10~6脉冲)的特点之外,还具有以下特点: 1.在同一增益介质内同步地进行两束激光振荡,每束都在9.2微米至10.9微米之间独立可调。