Газодинамический лазер
Газодинамический лазер ( ГДЛ ) — лазер, основанный на различии скоростей релаксации колебательных состояний молекул . Газ лазерной среды обладает такими свойствами, что энергетически более низкое колебательное состояние релаксирует быстрее, чем более высокое колебательное состояние, и поэтому инверсия населенностей достигается за определенное время. Его изобрели Эдвард Джерри и Артур Кантровитц в исследовательской лаборатории Avco Everett в 1966 году. [ 1 ]
В чисто газодинамических лазерах обычно используется камера сгорания, сверхзвуковое расширительное сопло и CO 2 в смеси с азотом или гелием в качестве лазерной среды .
Газодинамические лазеры могут накачиваться за счет горения или адиабатического расширения газа. Можно использовать любой горячий и сжатый газ с соответствующей вибрационной структурой.
представляет Газодинамический лазер со взрывной накачкой собой вариант ГДЛ с накачкой за счет расширения продуктов взрыва. гексанитробензол и/или тетранитрометан Предпочтительным взрывчатым веществом является с металлическим порошком. Это устройство может иметь очень высокую импульсную пиковую мощность, подходящую для лазерного оружия .
Функция
[ редактировать ]
- Вырабатывается горячий сжатый газ.
- Газ расширяется через дозвуковое или сверхзвуковое расширительное сопло, температура газа становится ниже, и согласно распределению Максвелла – Больцмана газ не находится в термодинамическом равновесии до тех пор, пока не релаксируют колебательные состояния.
- Газ течет по трубке определенной длины в течение определенного времени. В это время более низкое вибрационное состояние расслабляется, а более высокое — нет. Таким образом достигается инверсия населенностей.
- Газ протекает через зеркальную область, где вынужденное излучение . происходит
- Газ возвращается в равновесие и становится теплым. Его необходимо удалить из полости лазера , иначе он будет мешать термодинамике и релаксации колебательного состояния свежерасширенного газа.
Приложение
[ редактировать ]Практически любой химический лазер для повышения эффективности использует газодинамические процессы.
Высокая энергоэффективность (до 30%) и очень высокая выходная мощность делают GDL пригодным для некоторых (особенно военных) применений.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «История газовых лазеров, часть 1 — Газовые лазеры непрерывного действия». Архивировано 28 сентября 2017 г. в Wayback Machine , Optics & Photonics News . Проверено 4 июня 2013 г.