Газодинамический лазер - Gas dynamic laser

Газодинамического лазера ( ГДЛ ) является лазером на основе различий в скоростях релаксации молекулярных колебательных состояний. Газ лазерной среды имеет такие свойства, что энергетически более низкое колебательное состояние релаксирует быстрее, чем более высокое колебательное состояние, и, таким образом, инверсия населенностей достигается в определенное время. Его изобрели Эдвард Джерри и Артур Кантровиц в исследовательской лаборатории Avco Everett в 1966 году.

Чистые газодинамические лазеры обычно используют камеру 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. Может быть использован любой горячий и сжатый газ с соответствующей колебательной структурой.

Взрывообразно накачкой газодинамического лазера представляет собой версию GDL накачкой путем расширения продуктов взрыва. Гексанитробензол и / или тетранитрометан с металлическим порошком являются предпочтительными взрывчатыми веществами. Это устройство могло иметь очень высокую импульсную пиковую выходную мощность, подходящую для лазерного оружия .

Функция

Компоненты и функции газодинамического лазера
  1. Вырабатывается горячий сжатый газ.
  2. 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 колебательные состояния не релаксируют.
  3. Газ течет через трубку определенной длины в течение определенного времени. В это время более низкое колебательное состояние расслабляется, а высшее колебательное состояние - нет. Таким образом достигается инверсия населения.
  4. Газ проходит через область зеркала, где происходит вынужденное излучение .
  5. Газ возвращается в состояние равновесия и становится теплым. Его необходимо удалить из резонатора лазера, иначе он будет мешать термодинамике и релаксации колебательного состояния только что расширенного газа.

заявка

Практически любой химический лазер использует газодинамические процессы для повышения своей эффективности.

Высокая энергоэффективность (до 30%) и очень высокая выходная мощность делают GDL подходящим для некоторых (особенно военных) приложений.

Смотрите также

Ссылки

  • История лазеров - газодинамика [1]
  • LEOT Laser Учебник - 3 курса: Лазерные технологии - Модуль 9: CO 2 лазерные системы [2]
  • История лазеров - Воздушный лазер "Звездных войн" [3]
  • Патент США 4099142: Газодинамический лазер на конденсированных взрывчатых веществах [4]