Введение к работе
Актуальность работы. Химический кислородно-йодный лазер (ХКЛ) первый химический лазер на электронном переходе. Он является перспективным источником мощного когерентного излучения в ближнем ИК диапазоне. В основе работы лазера лежит быстрая квазирезонансная передача энергии с синглетного кислорода на атомарный йод.
После открытия этих лазеров в конце семидесятых годов [1], в течение нескольких лет мощность этих лазеров в непрерывном режиме возросла до 25 кВт [2], был реализован также импульсный режим генерации ("3]. Эти' лазеры найдут применение не только в промышленности, но и, п силу специфичной длины волны генерации, в лазерной хирургии и связи [4].
Очевидно, что повышение удельных выходных генерационных характеристик требует увеличения давлення кислорода. К моменту постановки настоящей работы практически все известные генераторы синглетного кислорода (ГСК) обеспечивали малое содержание хлорат относительно высокую долю 02('Д) па выходе лишь при давлениях кислорода 1—2 Тор, поэтому и ХКЛ работали именно при этих давлениях. В то же время теоретический анализ химических и кинетических процессов указывал на отсутствие принципиальных ограничений, препятствующих созданию лазеров с давлением кислорода 10 Тор и более [5].
Таким образом, существовала необходимость выявления причин (как физических, так и технических), мешающих работе ХКЛ при давлениях кислорода существенно выше 1 Тор, и поиска путей их устранения. Необходимо было экспериментально показать возможность получения кислорода при высоких давлениях с высоким содержанием 02 (1 Д) и возможность получения эффективной генерации ХКЛ при этих давлениях кислорода.
Актуальность экспериментальных исследований импульсного химического кислородно-йодного лазера высокого давления была обусловлена появлением проектов создания кислородно-йодных усилителей большого объема с целью осуществления лазерного термоядерного синтеза [6].
Цель работы состояла в создании и исследовании импульсного ХКЛ с фотолитпческой наработкой атомарного йода, действующего при давлениях кислорода значительно превышающих 1 Тор. Она включала в себя:
-
Разработку и создание генераторов СЬ ('А) высокого давления на основе хлорирования щелочного раствора перекиси водорода п исследование влияния состава рабочего раствора на их выходные характеристики.
-
Создание на базе этих генераторов импульсных ХКЛ с высокими удельными генерационными характеристиками.
-
Исследование влияния состава активной среды на выходные генерационные характеристики импульсного ХКЛ.
Научная новизна работы. В рамках поставленной задачи была предложена и реализована концепция разработки ба;рботажных ГСК высокого давления. На базе такого генератора Ог('А) был впервые создан импульсный ХКЛ, действующий в диапазоне давлений кислорода до 10 Top с максимальным удельным эпергосъе-мом ~ 3 Дж/л при давлении кислорода ~ 5 Тор.
В процессе исследований были экспериментально определены и получили свое объяснение зависимости пороговой доли ОгСД) от превышения коэффициента усиления активной среды ХКЛ над пороговой величиной п длительности импульса генерации от концентрации йодадов.
Впервые разработан и создан струйный ГСК высокого давления и показана возможность получения Ог (' А) при давлении ~ 50 Тор (при общем давлении в ГСК ~ 100 Тор). Определено влияние концентрации щелочи в рабочем растворе ГСК на эффективность образования Ог (' А) и вероятность захвата хлора на поверхности раствора.
