Химический кислородно-йодный лазер
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( февраль 2008 г. ) |
Химический кислородно-йодный лазер ( COIL ближнего инфракрасного диапазона ) представляет собой химический лазер . Поскольку луч инфракрасный, его невозможно увидеть невооруженным глазом. Он способен масштабировать выходную мощность до мегаватт в непрерывном режиме . [ нужна ссылка ] Его выходная длина волны составляет 1315 нм, длина волны перехода атомарного йода .
Принципы работы
[ редактировать ]В лазер подаются газообразный хлор , молекулярный йод и водная смесь перекиси водорода и гидроксида калия . Водный раствор пероксида вступает в химическую реакцию с хлором, выделяя тепло, хлорид калия и кислород в возбужденном состоянии, синглетный дельта-кислород . Спонтанный переход возбужденного кислорода в основное триплет-сигма-состояние запрещен, что обеспечивает спонтанное время жизни возбужденного кислорода около 45 минут. Это позволяет синглетному кислороду передавать свою энергию атомам йода , присутствующим в газовом потоке; атомный переход 2P3/2 в 2P1/2 в атомарном йоде почти резонансен с синглетным кислородом, поэтому передача энергии при столкновении частиц является быстрым. Возбужденные атомы йода 2P1/2 затем подвергаются вынужденному излучению и излучают энергию на длине волны 1,315 мкм в области оптического резонатора лазера. (верхнее и нижнее атомные состояния йода поменялись местами, причем верхним состоянием является 2P1/2)
Лазер работает при относительно низком давлении газа, но во время реакции поток газа должен приближаться к скорости звука; описаны даже конструкции сверхзвукового течения. Низкое давление и быстрый поток облегчают отвод тепла от лазерной среды по сравнению с мощными твердотельными лазерами. Продуктами реакции являются хлорид калия, вода и кислород. Следы хлора и йода удаляются из выхлопных газов с помощью галогенного скруббера.
История и приложения
[ редактировать ]COIL был разработан ВВС США в 1977 году для военных целей . Однако его свойства делают его полезным и для промышленной переработки; луч фокусируется и может передаваться по оптическому волокну , поскольку его длина волны не сильно поглощается плавленым кварцем , но хорошо поглощается металлами, что делает его пригодным для лазерной резки и сверления. быстрая резка нержавеющей стали и хастеллоя с помощью катушки COIL с волоконным соединением. Была продемонстрирована [1] В 1996 году компании TRW Incorporated удалось получить непрерывный луч мощностью в сотни киловатт, который длился несколько секунд. [ нужна ссылка ]
RADICL , Research Assessment, Химический лазер для улучшения устройства, представляет собой COIL-лазер мощностью 20 кВт, испытанный ВВС США примерно в 1998 году. [2]
США COIL является компонентом программы военных бортовых лазеров и передовых тактических лазеров . 11 февраля 2010 г. это оружие было успешно использовано для сбивания ракеты у побережья центральной Калифорнии в ходе испытаний, проведенных с помощью лазера на борту самолета Боинг 747 , взлетевшего из военно-морского центра воздушной войны Пойнт-Мугу (подробнее см. Boeing ЯЛ-1 ). [3]
Другие лазеры на основе йода
[ редактировать ]Полностью газофазный йодный лазер (AGIL) представляет собой аналогичную конструкцию, использующую полностью газовые реагенты, более подходящую для аэрокосмических применений.
ElectricOIL , или EOIL , предлагает те же виды генерации йода в альтернативном газоэлектрическом гибридном варианте.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Режущая способность химического кислородно-йодного лазера аэрокосмических и промышленных материалов» . Jla.aip.org. 16 июня 2006 г. Архивировано из оригинала 20 июля 2013 г. Проверено 25 апреля 2014 г.
- ^ «Системы COIL предлагают оптимальное решение» . www.spie.org. Архивировано из оригинала 9 марта 2003 г. Проверено 10 мая 2008 г. (через кэш Google)
- ^ «Испытание противоракетной обороны США» . Нью-Йорк Таймс . [ мертвая ссылка ]