燃烧驱动全气相碘激光的小信号增益测试

利用波长可调制的1315 nm二极管激光增益测试系统,对基于HN3反应的D2-NF3-DCl燃烧驱动全气相碘激光进行了小信号增益测试,获得了3×10-5cm-1的小信号增益,并获得了沿流动方向的小信号增益分布情况。正增益的获得,标志着D2-NF3-DCl燃烧驱动全气相碘激光取得了实质性的进展,但就目前的增益水平来讲,进行出光演示尚有一定的困难,需要针对小信号增益进行全面的参数优化,以获得尽可能大的增益信号,而HN3的大流量供给和超音速混合流场的优化是全气相碘激光获得较大增益的关键因素。

NCl(α)/I全气相碘激光与氧碘化学激光能量提取的分析比较

利用连续流光腔动力学模型,对氧碘化学激光(COIL)和基于NCl(a)-I传能的全气相碘激光(AGIL)的能量提取进行了分析和公式推导,得到了连续流光腔的光子通量解析表达式以及氧碘化学激光光子通量沿流动方向的分布和输出功率的简化计算公式。AGIL的体系较为复杂,不能得到光子通量沿流动方向分布和输出功率的简化计算公式。从能量提取和体积重量效率角度,对氧碘化学激光和基于NCl(a)-I传能的全气相碘激光进行了对比评价。

燃烧驱动全气相化学碘激光燃烧室实验研究

以HF基频激光功率大小作为判断依据,对燃烧驱动全气相碘激光的燃烧室参数进行了考察。实验结果表明,在D_2流量为10～20 mmol/s时,相对燃料D_2而言,NF_3过量30%～70%时可以获得较大的F原子流量,而稀释He的加入不利于F原子的生成;加入足够量的DCl,可以实现F原子全部向Cl原子的转变,为燃烧驱动全气相碘激光器提供了稳定的Cl原子源。

燃烧驱动碘激光器点火控制系统的研制

燃烧驱动全气相碘激光器需要通过燃烧产生所需要的氟原子,但是用于点火的脉冲源对微弱信号测试产生了严重干扰。为了解决燃烧驱动点火控制脉冲源对微弱信号测试的干扰,基于燃烧室内气体一旦点燃压力就迅速升高的特点,采用仪表、集成电路等研制了一套具有反馈控制的闭环点火控制系统。对系统的工作原理和硬件组成分别进行了介绍。实验表明,本系统既可以保证系统正常点火,又能保证系统在无干扰的情况下实现测试。

三氯化氮气体喷射自发分解实验研究

在气体流动管中对三氯化氮气体喷射自发分解的现象进行了初步实验研究。在一根长80 cm,直径4 cm的圆柱形石英玻璃管中,用喷嘴向气体流动管内喷射NCl3/He混合气体,观察到了NCl3喷射分解时的红色火焰。测量了火焰光谱并进行了归属,认为该光谱是Cl2(B→X)辐射跃迁。NCl3的喷射自发分解本质上是激波诱导发生的,即分子的动能转化为分子内能而引起的,生成的Cl原子及NCl2自由基与NCl3分子反应,从而得到持续燃烧火焰。实验结果表明了NCl3自发分解反应可代替放电或燃烧作为Cl原子的来源。

NCl(a^1Δ)自猝灭对NCl(a^1Δ)/I激光能量提取的影响

利用连续流平面型光腔动力学模型对NCl(a1Δ)/I 激光体系进行了模拟计算,探讨了温度在300 K 时NCl(a1Δ)自猝灭对NCl(a1Δ)/I激光能量提取的影响。计算结果表明,NCl(a1Δ)自猝灭反应对光腔位置的选取、功率密度沿流动方向的分布和总输出功率都有较大的影响。其中,光腔位置的可选范围大大缩短,在较小的初始HI粒子数密度和适当的输出镜反射率下总输出功率大幅度降低,而随着HI粒子数密度的增加,NCl(a1Δ)自猝灭对总输出功率的影响逐渐减小。