Plynový dynamický laser - Gas dynamic laser
A plynový dynamický laser (GDL) je laser na základě rozdílů v relaxačních rychlostech molekulární vibrační státy. Plyn lasujícího média má takové vlastnosti, že energeticky nižší vibrační stav se uvolňuje rychleji než vyšší vibrační stav, a tak populační inverze je dosaženo v určitém čase. To bylo vynalezeno Edward Gerry a Arthur Kantrowitz na Avco Everett Research Laboratory v roce 1966.[1]
Dynamické lasery čistého plynu obvykle používají spalovací komoru, nadzvukovou expanzi tryska, a CO2, ve směsi s dusík nebo hélium jako laserové médium.
Plynové dynamické lasery mohou být čerpáno podle spalování nebo adiabatická expanze plynu. Lze použít jakýkoli horký a stlačený plyn s vhodnou vibrační strukturou.
The výbušný plynový dynamický laser je verze GDL čerpaná expanzí produktů výbuchu. Hexanitrobenzen a / nebo tetranitromethan s kovovým práškem je upřednostňovanou výbušninou. Toto zařízení může mít velmi vysoký špičkový pulzní výstup vhodný pro laserové zbraně.
Funkce
- Vytváří se horký stlačený plyn.
- Plyn expanduje podzvukovou nebo nadzvukovou expanzní tryskou, teplota plynu klesá a podle Distribuce Maxwell – Boltzmann plyn není termodynamická rovnováha dokud se vibrační stavy neuvolní.
- Plyn proudí trubicí určité délky po určitou dobu. V této době se nižší vibrační stav uvolní, ale vyšší vibrační stav ne. Tím je dosaženo inverze populace.
- Plyn proudí zrcadlovou oblastí, kde stimulované emise koná se.
- Plyn se vrací do rovnováhy a zahřívá se. Musí být odstraněn z laserová dutina nebo to bude interferovat s termodynamikou a uvolněním vibračního stavu čerstvě expandovaného plynu.
aplikace
Téměř každý chemický laser využívá plynové dynamické procesy ke zvýšení své účinnosti.
Vysoký energetická účinnost (až 30%) a velmi vysoký výstupní výkon činí GDL vhodným pro některé (zejména vojenské) aplikace.
Viz také
Reference
- ^ „Historie plynových laserů, část 1 - plynová lasery s kontinuální vlnou“, Novinky v oblasti optiky a fotoniky. Vyvolány 4 June 2013