Laser chimic

posibilitatea creării de lasere infraroșii bazate pe produsele excitate vibrațional ale unei reacții chimice a fost propusă pentru prima dată de John Polanyi în 1961. Un laser chimic pulsat a fost demonstrat de Jerome V. V. Kasper și George C. Pimentel în 1965. În primul rând, clorul (Cl2) a fost puternic foto-disociat în atomi, care apoi au reacționat cu hidrogen, producând clorură de hidrogen (HCl) într-o stare excitată adecvată pentru un laser. Apoi au fost demonstrate fluorura de hidrogen (HF) și fluorura de deuteriu (DF). Pimentel a continuat să exploreze un laser de transfer DF-CO2. Deși această lucrare nu a produs un laser cu undă continuă pur chimică, a deschis calea arătând viabilitatea reacției chimice ca mecanism de pompare pentru un laser chimic.laserul chimic HF cu undă continuă (CW) a fost demonstrat pentru prima dată în 1969 și brevetat în 1972 de D. J. Spencer, T. A. Jacobs, H. Mirels și R. W. F. Gross la Aerospace Corporation din El Segundo, California. Acest dispozitiv a folosit amestecarea fluxurilor adiacente de H2 și F, într-o cavitate optică, pentru a crea HF excitat vibrațional care a rămas. Fluorul atomic a fost furnizat prin disocierea gazului SF6 folosind o descărcare electrică DC. Lucrările ulterioare la armata SUA, Forțele Aeriene ale SUA, și Marina SUA organizațiile contractante (de exemplu, TRW) au folosit o reacție chimică pentru a furniza fluor atomic, un concept inclus în dezvăluirea brevetului Spencer și colab. Această din urmă configurație a evitat nevoia de energie electrică și a dus la dezvoltarea laserelor de mare putere pentru aplicații militare.

analiza performanței laserului HF este complicată datorită necesității de a lua în considerare simultan amestecarea dinamică fluidă a fluxurilor supersonice adiacente, reacții chimice multiple neechilibrate și interacțiunea mediului de câștig cu cavitatea optică. Cercetătorii de la Aerospace Corporation au dezvoltat prima soluție analitică exactă (foaie de flacără), prima soluție numerică de cod de computer și primul model simplificat care descrie performanța laserului chimic CW HF.

laserele chimice au stimulat utilizarea calculelor optice de undă pentru analiza rezonatorului. Această lucrare a fost inițiată de E. A. Sziklas (Pratt & Whitney) și A. E. Siegman (Universitatea Stanford). Partea I a muncii lor s-a ocupat de expansiunea Hermite-gaussiană și a primit puțină utilizare în comparație cu partea a II-a, care s-a ocupat de metoda transformării Fourier rapide, care este acum un instrument standard la United Technologies Corporation, Lockheed Martin, SAIC, Boeing, tOSC, MZA (Wave Train) și OPCI. Majoritatea acestor companii au concurat pentru contracte pentru a construi lasere HF și DF pentru DARPA, Forțele Aeriene ale SUA, armata SUA, sau Marina SUA de-a lungul anilor 1970 și 1980. General Electric și Pratt & Whitney au renunțat la competiție la începutul anilor 1980 lăsând terenul la Rocketdyne (acum parte a Pratt & Whitney – deși organizația laser rămâne astăzi cu Boeing) și TRW (acum parte a Northrop Grumman).

modele laser chimice complete au fost dezvoltate la SAIC de R. C. Wade, la TRW de C.-C. Shih, de D. Bullock și M. E. lainhart, iar la Rocketdyne de D. A. Holmes și T. R. Waite. Dintre acestea, poate cel mai sofisticat a fost codul CROQ la TRW, depășind lucrările timpurii la Aerospace Corporation.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.