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
- 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 колебательные состояния не релаксируют.
- 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.
- Газ проходит через область зеркала, где происходит вынужденное излучение .
- 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.