Effiecient Oxygen-Iodine Chemical Laser Operated by Supersonic Flow

超音速流操作的高效氧碘化学激光器

基本信息

  • 批准号:
    07555340
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.86万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    1995
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1995 至 1996
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

There has been much interest in the excitation of atomic iodine via the I^2P_<1/2>-I^2P_<3/2> transition in the presence of singlet oxygen (O_2 (^1DELTA)) for chemical oxygen iodine laser (COIL). Generally, the transition in the iodine atoms is pumped by resonant energy transfer from O_2 (^1DELTA), which is produced chemically via the reaction of H_2O_2 in alkali solution with chlorine.The complicated flow field of a SCOIL is simulated by solving the three-dimensional Navier-Stokes equations and effects of mixing/reacting zone structure on the resulting gain region are studied. A chemical kinetic model encompassing 21 chemical reactions is used to determine the chemical composition of gas mixture. The numerical result shows that the cross section of the iodine jet is stretched significantly due to the strong shear force and a pair of contrarotating vortices are formed behind the curved jet. The vortices greatly enhances the mixing and the simultaneous chemical reaction. This result clearly demonstrates the importance of contrarotating vortices behind the iodine jet upon the laser performance.Excitation of iodine atoms, i. e., the transition I^2P_<1/2>-I^2P_<3/2>, effectively occurs, when discharged iodine is mixed with a discharged oxygen flow containing singlet oxygen, O_2 (^1DELTA). We demonstrate that microwave discharge of molecular iodine is useful for the formation of atomic iodine and that the resultant atom is excited by O_2 (^1DELTA) in a two discharge-flow system.
在化学氧碘激光器(COIL)中,通过单线态氧(O_2(^1DELTA))的I^2P_&lt;1/2&gt;-i^2P_&lt;3/2&gt;跃迁激发碘原子一直是人们研究的热点。通常情况下,碘原子的跃迁是通过H_2O_2在碱性溶液中与氯反应产生的O_2(^1DELTA)的共振能量转移来泵浦的。通过求解三维N-S方程模拟了螺旋线圈的复杂流场,并研究了混合区/反应区结构对增益区的影响。包括21个化学反应的化学动力学模型被用来确定混合气体的化学组成。数值结果表明,由于强烈的剪切力,碘喷流的横截面被显着拉长,并且在弯曲喷流的后方形成了一对相反的旋涡。旋涡极大地增强了混合和同时发生的化学反应。这一结果清楚地表明了碘喷流后的涡旋对激光性能的重要性。当放出的碘与含有单线态氧的放出氧流O_2(^1DELTA)混合时,有效地发生了碘原子的激发,即i^2P&lt;1/2&gt;-i^2p&lt;3/2&gt;我们证明了分子碘的微波放电有利于原子碘的形成,并且在两个放电-流动系统中,生成的原子是由O_2(^1DELTA)激发的。

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
W.Masuda, M.Satoh, and H.Yamada: "Effects of Water Vapor Condensation on the Performance of Supersonic Flow Chemical Oxygen-Iodine Laser" JSME Int.J.Series B (to be published).
W.Masuda、M.Satoh 和 H.Yamada:“水蒸气冷凝对超音速流化学氧碘激光器性能的影响”JSME Int.J.Series B(待出版)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.KOBAYASHI,N.SATOH,M.ISHIBASHI and N.FUJII: "An Efficient Excitation of Iodine Atoms by Mixing of Two Microwave Discharged Flows of I_2 and Oxygen Containing Singlet Oxygen" Jpn. J.Appl. Phys.36. 354-355 (1997)
T.KOBAYASHI、N.SATOH、M.ISHIBASHI 和 N.FUJII:“通过混合 I_2 和含单线态氧的两种微波放电流来有效激发碘原子”Jpn。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
W. Masuda, M. Hishida, N. Azami, H. Fujii and T. Atsuta: "Mixing/reacting zone structure and small signal gain coefficient of a supersonic flow chemical oxygen-iodine laser" SPIE-The International Society for Optical Engineering. (印刷中).
W. Masuda、M. Hishida、N. Azami、H. Fujii 和 T. Atsuta:“超音速流化学氧碘激光器的混合/反应区结构和小信号增益系数”SPIE-国际光学工程学会。 (在新闻)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H. Fujii and T. Atsuta: "Industrial chemical oxygen iodine laser" SPIE-The International Society for Optical Engineering. (印刷中).
H. Fujii 和 T. Atsuta:“工业化学氧碘激光器”SPIE-国际光学工程学会(正在出版)。
  • DOI:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.FUJII and T.ATSUTA: "Industrial Chemical Oxygen Iodine Laser" To appear in SPIE.
H.FUJII 和 T.ATSUTA:“工业化学氧碘激光器”出现在 SPIE 上。
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