p-τ值对COIL的影响的实验研究

实验研究了单重态氧发生器 ( SOG)的 p-τ值 ,即初始氯气分压与停留时间的乘积 ,对化学氧碘激光器 ( COIL)的影响 ,并分析了诸多实验因素对 SOG的 p-τ值的影响。对于提高

以氮气为载气的千瓦级COIL的初步实验研究

首次在氯气流量为 110 mmol/ s、采用方列管型射流式 O2 (1 Δ)发生器 (SPJSOG)以及列阵式超音速氧碘混合喷管的 COIL装置上 ,以氮气替代氦气作为载气进行出光实验研究。初步实验获得 1.8k W的激光输出功率以及

以氮气为载气COIL的设计与实验

根据以氮气为载气的特殊要求,对kW级氧碘化学激光器(COIL)装置的结构进行了有针对性的设计和实验研究。在氯气流量为140mmol/s的情况下,获得了2.6kW的功率,相应的化学效率为20.4%,喷管出口能流密度达到了74W/cm2。这一结果达到了以氦气为载气COIL的水平。

JSOG中BHP液面的温升与水蒸气含量

用稳态二维传热方程对射流式单重态氧发生器（简称ＪＳＯＧ）中ＢＨＰ（ｂａｓｉｃｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ）溶液表面温度分布进行了理论推导和分析，获得物理意义鲜明的解析结果。并对ＪＳＯＧ气流中的水蒸汽含量与 ＢＨＰ溶液表面温度以及其它因素的依赖关系进行了初步的定性分析。

JSOG中水蒸汽含量的模拟计算(英文)

氧碘化学激光 (简称 COIL )系统中 ,水是影响激光功率输出的最重要的原因之一。气流中的水不仅对激发态碘原子有严重的猝灭作用 ,另外对碘分子解离、超音速流动特性也有很坏的负面作用。单重态氧发生器的 BHP(Basic Hydrogen Per-oxide )溶液是最主要的水蒸汽源。利用传质模型对射流式单重态氧发生器 (简称 JSOG)中产生的水蒸汽进行了计算 ,所得的数值结果与实验测量结果基本相符。根据模拟结果 ,对发生器的设计及实验条件进行了优化。

kW级立式氧碘化学激光器的初步实验研究

实验考察了立式氧碘化学激光器的工作性能。在氯气流量为82 mmol/s,无主稀释气的条件下,输出功率约1.3 kW,化学效率达到16.9%。分别与以氦气和氮气为稀释气的氧碘化学激光器进行了主要参数的比较(He-COIL在氯气流量110 mmol/s时,输出功率为2.4 kW;N2-COIL在氯气流量115 mmol/s时,输出功率为2.6 kW;立式氧碘化学激光器在氯气流量115 mmol/s时,输出功率为1.32 kW),结果表明该COIL装置初步实验结果与传统的He-COIL和N2-COIL相比还存在很大差距。但通过对实验结果的深入分析得知,若进一步降低单重态氧发生器的prτes值,缩短超音速喷管中亚音速段的氧碘混合长度或采用超音速段氧碘混合方式,使该立式氧碘化学激光器在无主稀释气的条件下运行且达到与He-COIL和N2-COIL相当的功率水平是可以实现的。

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O_2(a^1Δ)产率

利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O2(a1Δ)发生器流场组分,得到了发生器气流中O2(a1Δ)和O2(X3Σ)以及N2的自发喇曼散射光谱,由此得到了不同条件下的O2(a1Δ)产率,测量误差不超过8%。

电激励O_2(a^1Δ_g)发生器的实验研究

在纯氧,及氧气和氩气的混合气体情况下,对射频放电产生O2(a1Δg)进行了实验研究。射频频率为13.56MHz,额定功率500W,放电压力133.0～399.0Pa,氧气流量最大为1.4mmol/s,氩气流量为2 1mmol/s。研究了O2(a1Δg)产率随气体流量、放电气压以及混合气体放电条件的变化。O2(a1Δg)产率最大值约为17.5%。

利用喇曼光谱测量氧碘化学激光器氯气利用率的实验研究

介绍了利用自发喇曼散射光谱测量氧碘化学激光器单态氧发生器氯气利用率的原理及实验装置,并给出了在以氮气作为稀释气的0.1mol/s射流式氧发生器上测试的结果,测试相对误差小于12%。由于该方法只需要通过测量喇曼谱线相对强度之比,即可算出氯的利用率,因此不需要另外的标定实验,从而避免了因标定带来的影响。该方法减小了测试误差,简化了实验过程,提高了测试效率。

横向射流式单重态氧发生器的性能实验研究

对氧碘化学激光器的单重态氧发生器(SOG)进行了改进,采用横向射流方式,并对该横向射流式单重态氧发生器的性能进行了检测。实验中过氧化氢碱溶液温度控制在-16℃左右,氯气流量为530mmol/s,He与氯气的流量比为3;采用PS法测量单重态氧分子的产率,吸收法测量氯气的利用率和相对水含量。得出如下结论:在不使用冷阱和分离器的情况下,最高单重态氧分子产率达到58%,氯气利用率在80%以上,相对水含量小于等于0.5;气体达到最大流量时,发生器仍然能稳定地工作。

无稀释气立式氧碘化学激光器的设计与实验

分析了氧碘化学激光器(COIL)在无稀释气条件下工作所带来的一系列问题和对其性能的影响,并提出了相应的解决方法,进而对COIL结构和相关参数进行了有针对性的设计和实验研究。在氯气流量为117.6 mmol/s时,平均输出功率2.25 kW,化学效率达到21.1%,比功率0.22 J/g;分别以氦气和氮气为稀释气,对COIL进行了参数和实验数据比较。

稀释气对COIL输出功率的影响

研究了稀释气进气位置、稀释比以及氮气、二氧化碳、氩气作为稀释气对kW级立式N2-COIL输出功率的影响。结果表明:主稀释气从发生器进入,有利于输出功率的提高;从发生器出口进入,有利于激光器的稳定。采用不同的稀释气时,输出功率有很大的不同,但是随着稀释比的变化趋势几乎相同。以Ar作为稀释气可以降低超音速段的温度,提高小信号增益系数;据此优化设计激光器,可以提高激光器的输出功率和化学效率。以CO2气体为稀释气的激光器在低温吸附方面却有着极大的吸引力。对于不同的实验目的和要求,应该选择不同的气体作为稀释气,充分利用气体自身的优势。

气固化学反应体系产生单重态氧的初步实验研究

介绍了一种新的产生单重态氧(O2(1△g))的气固化学反应体系,即在固定床式反应器中采用固体过氧化钠粉末与氯气(Na2O2/Cl2)进行反应的气固化学反应体系。实验分别通过用对近红外敏感的光谱仪和锗探头监测了反应产生的O2(1△g)的发射光谱和1 270 nm的光信号,同时通过数据采集系统监测了反应池固体反应层和测试池中气体的温度的变化曲线。实验测得了O2(1△g)在1 270 nm附近的特征发射光谱,此光谱表明该体系是一个很好的产生O2(1△g)的体系,同时,实验现象表明该反应是强放热反应。

利用混合载气提高COIL化学效率(英文)

为进一步提高氧碘化学激光器效率,提出一种不改变激光器结构,仅变换主副载气的方法。在增益区长度为11.7 cm的激光器上进行实验,以N2,Ar和CO2做为氧碘化学激光器的主载气或副载气,对激光器的输出功率和化学效率进行了研究。实验结果表明,平均分子质量改变对主副气流的混合是有利的,因而可以提高激光器的输出效率。当N2为主载气,Ar为副载气时,激光器输出功率和化学效率最高,分别达到3.09 kW,30.2%。

平面COIL腔镜高反射率的精确检测

直型和折叠型衰荡光腔相结合技术精确检测了一组平面ＣＯＩＬ高反腔镜在１．３１５μｍ的实际反射率。实验测得ＣＯＩＬ平面高反腔镜反射率高达９９．９３１％，测量精度为１０＾－５，本技术对镜片的反射角度，基底材料透光性能及尺寸无特殊要求，可由反射率相对较低的腔镜，测量高反射率率镜片。

COIL腔镜薄膜参数实验研究

利用HITACHI U-4001型分光光度计和基于光腔衰荡光谱的高反射率测量仪对氧碘化学激光器(COIL)输出镜的透过率和高反镜的反射率进行了膜层均匀性、测量重复性、激光辐照等方面的测量和实验研究。实验结果显示:离子束溅射膜的性能比电子枪蒸发膜更为稳定;只要保证镜片存放于干燥处,长时间放置对其薄膜的透过率和反射率均无明显影响。

N_2-COIL的氧发生器水汽诊断

在氧碘化学激光(COIL)系统中,水汽是影响激光器输出功率的最重要原因之一,因此测控氧发生器(SOG)出口气流中的水汽含量非常重要.文中利用吸收和发射光谱法对方管式射流氮气氧碘化学激光器(N2-COIL)的氧发生器分别进行了水汽含量测量.测量结果显示,在保持氯气流量一定的前提下,该发生器正常工作状态下水汽百分含量小于9%,且随氧发生器的总压的增加而减小,随氮气流量的增大而增加.该结果表明,气体流速是引起水含量变化的主要原因.

载气密闭循环氧碘化学激光技术模拟实验研究

载气密闭循环氧碘化学激光器技术是一种有望大幅减小氧碘化学激光器体积和降低运行成本的技术,然而至今鲜见相关实验报道。采用超音速喷管加双螺杆真空泵建成了模拟实验装置,并通过测量超音速喷管前后和双螺杆真空泵出入口处的气动参数的方法开展了载气密闭循环氧碘化学激光器的可行性研究和工作稳定性模拟实验研究。模拟实验研究结果证明了该技术的可行性,发现并分析了其光腔压力随双螺杆真空泵转速提高而出现压力拐点的现象,确定了其稳定运行工作条件,为实现载气密闭循环氧碘化学激光器的真正运行和小型化奠定了良好的基础。

拉曼散射光谱在氧碘化学激光器参数测试上的应用

介绍了拉曼散射在氧碘化学激光器参数测试上的应用,给出了在流量为0 5mol/s的射流式氧发生器上的实验结果。采用一套测试装置可以同时进行O2(a1Δ)产率和氯气利用率测试,提高了测试效率;由于无需进行另外的标定实验,提高了测试精度,为此该方法可以极大地改善目前O2(a1Δ)产率和氯气利用率测试精度较低的现状。

化学激光气流污染及清洁方式对腔镜反射率的影响

利用光腔衰荡光谱法对氧碘化学激光器(COIL)经气流污染及清洁后的高反射镜反射率进行了一系列的测量研究。测量结果显示,气流中的某些物质会对腔镜造成污染而使其反射率下降,采用不同的清洁方式对反射率的提高程度有很大差别,First ContactTM溶液清洁腔镜对其反射率的提高有显著作用。