главная   оптика   волоконная оптика   спектроскопия   лазеры   лазерные системы
 
     
 
Оптика
Волоконная оптика
Спектроскопия
Лазеры /
  История создания лазеров
  Принципы работы лазера
  Параметры лазерного излучения
  Различные типы лазеров
  Твердотельные лазеры
  Волоконные лазеры
  Сравнение волоконных лазеров и твердотельных лазеров на объемных кристаллах
  Рамановские лазеры
  Полупроводниковые лазеры
  Газовые лазеры
  Лазеры на красителях
  Необычные лазеры
  Парусные лазеры
  Лазерная безопасность
  Юмор
  Ведущие фирмы-производители лазеров. Поставщики лазерного оборудования
  Лазерика
Лазерные системы
Телекоммуникации и связь
 
Выставки и конференции
Новости науки и лазерной техники
 
О проекте
Ссылки

 

Химический кислородно-йодный лазер

Перевод Сергея Полищука

по материалам

I. Pickov´a, M. Tich´y
V. Jir´asek, O. ˇ Spalek, J. Kodymov´a, M. ˇ Censk´y, J. Schmiedberger

COIL—Chemical Oxygen Iodine Laser

WDS'06 Proceedings of Contributed Papers, Part II, 81–85, 2006

 

Структурная схема ХКЙЛ Химический кислород-йодный лазер был впервые продемонстрирован в Военно-Воздушной Лаборатории Оружия в 1977 году. Данный лазер принадлежит к семейству высокомощных химических газовых лазеров, преобразующих энергию химических связей и химических реакций для приведения атомов или молекул в возбуждённое состояние и создания затем лазерного луча.
 

Эти реакции обычно проходят в газообразной среде. Большое преимущество химических лазеров заключается в высоком качестве их луча, которое возможно благодаря однородности проводящей среды в резонаторе (обычно это газ с низким давлением). Другим преимуществом является возможность работы как в непрерывном, так и в импульсном режиме.
Помимо ХКЙЛ существуют также и другие разновидности химических газовых лазеров, такие как лазеры на HF или DF, длина волны у которых составляет 2.7 микрометров.
 

ХКЙЛ действует на спин-орбитальном переходе атомарного иода I* -> I с длиной волны перехода 1315 нм. 

В ХКЙЛ данный переход инвертируется за счет передачи возбуждения при столкновении атомов иода и кислорода, то есть атомарный йод переходит из базового состояния в возбуждённое посредством передачи энергии от возбуждённой молекулы синглетного кислорода O2 (1a∆g). Синглетный кислород - это метастабильное состояние молекулярного кислорода O2 с более высокой энергией, чем в основном, триплетном состоянии молекулы О2. Сам по себе синглетный кислород не подходит для создания луча, поскольку имеет очень длительное время жизни (примерно 45 минут). Но это является достоинством для транспортировки синглетного кислорода в устройстве. И синглетный кислород, и атомарный йод могут быть получены различными методами с различной эффективностью.

 

Существуют различные виды генераторов синглетного кислорода. Общепринятый метод – реакция между BHP ((basic hydrogen peroxide) ( смесь H2O2 и KOH) и хлором Cl, который обычно разбавляется N2 или He:
Cl2 + 2KOH + H2O2 ^ O2(1Ag) + 2KCl + 2H2O (2)
Это газожидкостная реакция (BHP остаётся жидкой), так что необходима большая площадь жидкости для хорошего контакта с газом. Также синглетный кислород может быть получен с помощью электрического разряда. В генераторе могут быть использованы различные типы разряда (радиочастотный, постоянный ток, микроволновый). Одной из основных проблем получения синглетного кислорода с помощью разряда является сложность поддержания его высокой концентрации при большом давлении из-за взаимного гашения возбужденного состояния  молекул в этом состоянии с атомами и молекулами, созданными разрядом (особенно вредны азот, кислород и озон).
 
ХКЙЛ – высокомощный лазер с длиной волны 1315 нм, что подходит для распространения луча в воздухе или оптических волокнах.

И синглетный кислород, и атомарный йод могут быть получены электрическим разрядом. Этот метод делает лазер безопасней (фтор, хлор, перекись водорода не нужны), но, с другой стороны, остаются проблемы с получением необходимых компонентов в нужном количестве или при высоком давлении.
 
 


 

Получение атомарного йода

Работа лазера

Эксперименты

 
Кафедра Лазерной техники БГТУ 'Военмех'

Онлайн-конвертер

 
         
 
  разработка сайта NINSIS   190005, Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1
тел/факс: +7 (812) 316-49-09
www.laser-portal.ru