لیزرهای فلوراید دوتریوم - خواص و کاربردها

لیزر فلوراید دوتریوم (DF) یک لیزر شیمیایی است که از مخلوطی از فلوئور و گاز دوتریوم در شرایط کنترل شده تشکیل می شود. طول موج نور تولید شده توسط لیزر DF بیشتر از سایر لیزرهای HF معمولی است و از این رو انتقال لیزر موثرتر را تسهیل می کند.

در حین کار، اتیلن در حضور تری فلوراید نیتروژن در محفظه احتراق سوزانده می شود که رادیکال های فلوئور برانگیخته آزاد تولید می کند. سپس مخلوط دوتریوم و گاز هلیوم از طریق یک نازل به جریان اگزوز تزریق می شود. مولکول های دوتریوم با رادیکال های فلوئور واکنش می دهند تا فلوراید دوتریوم برانگیخته تولید کنند. مولکول‌های برانگیخته بیشتر تحت تابش تحریک‌شده در ناحیه لیزر تشدید نوری قرار می‌گیرند.

برنامه های کاربردی

لیزرهای DF از زمان اختراع خود در سال 1970 به طور گسترده در کاربردهای نظامی برای توسعه سیستم‌های تسلیحاتی دفاع موشکی و هوایی با قدرت بالا به دلیل توانایی آنها در دفع سریع گرمای تلف شده توسط جریان همرفتی گازهای خروجی و ذخیره سطوح بالای انرژی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

پرتابه انرژی پالسی و لیزرهای تاکتیکی با انرژی بالا و لیزر شیمیایی پیشرفته مادون قرمز میانی مورد استفاده در ارتش از نوع فلوراید دوتریوم هستند.

لیزر شیمیایی

لیزر شیمیایی لیزری است که انرژی خود را از واکنش شیمیایی به دست می آورد. لیزرهای شیمیایی می توانند به خروجی موج پیوسته با قدرت به مگاوات برسند. آنها در صنعت برای برش و حفاری استفاده می شوند.

نمونه های رایج لیزرهای شیمیایی عبارتند از لیزر شیمیایی ید اکسیژن (COIL) ، همه لیزرهای ید فاز گازی (AGIL) ، و لیزرهای هیدروژن فلوراید (HF) و دوتریوم فلوراید (DF) که همه در ناحیه میانی مادون قرمز کار می کنند.  

لیزر شیمیایی پیشرفته مادون قرمز

MIRACL یا لیزر شیمیایی پیشرفته مادون قرمز ، یک سلاح انرژی جهت دار است که توسط نیروی دریایی ایالات متحده ساخته شده است. این لیزر دوتریوم فلوراید ، نوعی لیزر شیمیایی است.

لیزر هیدروژن فلوراید

لیزر هیدروژن فلوراید یک لیزر شیمیایی مادون قرمز است. این توانایی ارائه توان خروجی مداوم در محدوده مگاوات را دارد.

لیزرهای هیدروژن فلوراید با طول موج 2.7-2.9 میکرومتر کار می کنند. این طول موج توسط جو جذب می شود ، بطور موثر پرتو را ضعیف می کند و از رسیدن آن می کاهد ، مگر اینکه در محیط خلا استفاده شود. با این حال ، وقتی از دوتریم به جای هیدروژن استفاده می شود ، فلوراید دوتریوم در طول موج حدود 3.8 میکرومتر لیز می کند. این باعث می شود که لیزر فلوراید دوتریوم برای عملیات زمینی قابل استفاده باشد.

طیف سنجی شیمیایی با لیزر

طیف سنجی مطالعه وابستگی طول موج و یا فرکانس هر فرآیند نوری است که در آن ماده از طریق تعامل با تابش، انرژی را از دست می دهد یا از دست می دهد. در فصل گذشته ما چند تکنیک شیمیایی کاملا غیرتکنولوژیکی را مورد بررسی قرار دادیم، که عمدتا براساس تعامل با نور لیزر در طول موج ثابت است. 

کاربرد شیمیایی و بیوشیمیایی لیزر

کاربرد شیمیایی و بیوشیمی لیزرها، دوره دوم کاربرد لیزرهای فعلی و بالقوه در زمینه های جدید تحقیق در شیمی، زیست شناسی و دیگر زمینه های مهم را نشان می دهد.