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 فلوراید دوتریوم

لیزر فلوراید دوتریوم

لیزر فلوراید دوتریوم از نظر ساختاری شبیه موتور موشکی است. در محفظه احتراق ، اتیلن در تری فلوئورید نیتروژن سوزانده می شود. این واکنش رادیکالهای فلوئور برانگیخته آزاد ایجاد می کند. درست بعد از نازل ، مخلوط هلیوم و گاز هیدروژن یا دوتریم به جریان اگزوز تزریق می شود.  

لیزر هیدروژن فلوراید

لیزر هیدروژن فلوراید یک لیزر شیمیایی مادون قرمز است. این توانایی تحویل برق 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 ، هنگامی که از دوتریم به جای هیدروژن استفاده می شود ، فلوراید دوتریوم در طول موج حدود 3.8 میکرومتر لیز می کند. این باعث می شود لیزر فلوراید دوتریوم برای عملیات زمینی قابل استفاده باشد.

لیزرهای شیمیایی

لیزر شیمیایی

لیزرهای شیمیایی توسط یک واکنش شیمیایی تغذیه می شوند و می توانند در کار مداوم به قدرت بالایی دست پیدا کنند. به عنوان مثال ، در لیزر هیدروژن فلوراید (2.7-2.9 میکرومتر) و لیزر فلوراید دوتریوم (3.8 میکرومتر) واکنش ترکیبی از گاز هیدروژن یا دوتریوم با محصولات احتراق اتیلن در تری فلوئورید نیتروژن است. آنها توسط George C. Pimentel اختراع شده اند.

 

لیزرهای شیمیایی هیدروژن و فلوراید دوتریم

این فصل شامل بررسی اجمالی اساسی هیدروژن فلوراید (HF) و فلوراید دوتریوم (DF) لیزرهای شیمیایی با احتراق با امواج پیوسته ، فیزیک و شیمی این لیزرها ، مکانیک سیالات و مدل سازی لیزرهای شیمیایی است. انتشار پرتوهای لیزر HF از طریق جو به دلیل محتوای آب در هوای جوی بسیار ضعیف است. انتشار پرتو لیزر DF بسیار بهتر است. میرایی اتمسفر پرتوی لیزر برای لیزر HF بیش از 90٪ در کیلومتر و برای لیزر DF کمتر از 5٪ در کیلومتر است.