Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Chemical Lasers, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Sodium-ethane excimer pairs are studied and proved to be a great choice of excimer pumped sodium laser (XPNaL) gain media. The lifetime of the sodium D2 line is studied in a sodium-ethane excimer system excited by a 553 nm laser, and the observed phenomenon of lifetime lengthening is discussed. Amplified spontaneous emission (ASE) of the sodium D2 line is successfully obtained, and its time-resolved and spectroscopic characteristics are studied experimentally. According to the intensity of the ASE signal under different sodium vapor atom densities, the sodium D2 line gain feature of sodium-ethane excimer pairs excited by the 553 nm laser is concluded.
140.1340 Atomic gas lasers 140.2180 Excimer lasers Chinese Optics Letters
2017, 15(11): 111401
1 大连理工大学化工与环境生命学部, 辽宁 大连 116024
2 中国科学院大连化学物理研究所, 辽宁 大连 116023
激光介质的热效应会导致固体激光器在工作过程中产生像差, 造成激光光束质量下降, 严重影响了固体激光器的发展与应用。以一种固体激光器用微通道双面冷却系统为研究对象, 建立其三维物理模型, 采用流固耦合方法模拟冷却系统的流场、温度场及介质应力场, 并考察了流动雷诺数与Nd∶YAG晶体薄片内部热流量对薄片热变形的影响。结果表明, 冷却系统内流场对薄片温度场及应力场的影响不可忽略; 薄片的最大Von Mises等效应力出现在边缘位置, 且随着雷诺数的增大而减小; 薄片的热变形因流动状态的变化而存在不同的分布形式; 热流量只对薄片热变形的程度有影响, 热流量越大, 薄片的热变形越大。
激光器 数值模拟 流固耦合 热变形
中国科学院大连化学物理研究所中国科学院化学激光重点实验室， 辽宁 大连 116023
对以D2为燃料、NF3为氧化剂的纯化学燃烧驱动的HBr化学激光进行了研究。抽运反应为H+Br2 → HBr(v≤6,J)+Br，氢原子由F+H2→HF+H反应提供，氟原子则由D2/NF3混合气体燃烧热解生成，激光提取所需的低温低压和快速流动条件由超音速流动系统完成。对由全反反射镜和部分反射(98%)输出镜组成的稳定腔进行了能量提取，获得了P2(4)、P2(5)、P3(5)和P3(6)的稳定激光输出，最大激光输出功率为14.3 W。
激光物理 化学激光 燃烧驱动 中红外激光
1 大连理工大学 化工与环境生命学部, 辽宁 大连 116024
2 中国科学院 大连化学物理研究所, 辽宁 大连 116023
为满足固体激光器用微通道冷却器的换热要求,根据冷却器结构分别建立了二维和三维物理模型,利用计算流体力学方法首先对比研究两者的流动特性,然后考察雷诺数和玻片生热量对微通道流动和传热特性的影响。结果表明：对于类似大平板间的矩形微通道层流流动区域,其流动及传热特性可直接采用二维简化模型进行模拟分析; 对于重点关注的转捩区,采用三维模型模拟分析更好; 当雷诺数增大到转捩点,流体的传热效果得到明显增强; 随着雷诺数的增大,玻片生热量对通道内最低压力需求的影响逐渐减小; 不同玻片生热量对微通道流动影响不可忽略,对努赛尔数和通道总压降基本无影响。
微通道冷却 数值模拟 转捩 传热 热负荷 microchannel cooling numerical simulation transition heat transfer heat load 强激光与粒子束
2016, 28(2): 021002
1 中国科学院 大连化学物理研究所， 化学激光重点实验室， 辽宁 大连116023
2 海军大连舰艇学院 基础部， 辽宁 大连 116018
针对采用化学式碘发生器的氧碘激光器稳定出光时间较短的情况，通过热力学和化学动力学方面的实验和分析进行了化学式碘发生装置供碘稳定性的研究。分析了物料转化率和反应速率随反应初始温度及反应时间的变化，得到了固相产物的灰层扩散是该反应控制步骤的结论，明确了实验中CuI要大大过量，用氯气量控制碘量的原则，同时确定了适宜的起始反应温度。优化后，在近15 s时间内碘流量变化小于15%，显示出了较好的供碘稳定性，此时CuI的转化率为23%。
氧碘化学激光器 碘发生器 气-固反应 chemical oxygen-iodine laser(COIL) iodine generator gas-solid reaction 强激光与粒子束
2015, 27(4): 041017
1 中国科学院 中科院大连化学物理研究所 化学激光重点实验室, 辽宁 大连, 116023
2 中国科学院大学, 北京 100040
氧碘混合过程是化学氧碘激光器(COIL)中的一个重要步骤,氧碘混合质量直接决定着COIL的运行效率和光束质量。采用化学荧光法,研究了两种不同结构的扰动翼片组对COIL超音速平行流混合过程的影响。实验结果表明,1#扰动翼片组对氧碘超音速平行流的混合增强效果明显,其荧光区达到主气流中心线所经历的流向距离大幅缩短,碘解离区内的荧光区与测试区的面积比相对于无混合扰动时提高了4.2倍;采用2#翼片组扰动混合时,流向距离值进一步缩短了40%~60%,碘解离区内的面积比值又提高了20%～40%。氧发生器有/无主载气条件(2#翼片组)下的混合过程比较显示后者混合效果更好。
氧碘化学激光 超音速混合 扰动翼片 化学荧光法 chemical oxygen-iodine laser supersonic mixing trip tabs chemical fluorescence method 强激光与粒子束
2014, 26(12): 121012
1 大连理工大学 化工与环境生命学部, 辽宁 大连 116024
2 中国科学院 大连化学物理研究所, 化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
建立了固体激光微通道冷却器数学模型，运用商业软件Fluent进行求解计算，并与文献中数据进行对比，验证了模型的可靠性。分析微通道尺寸及结构对转捩雷诺数影响，结果表明：微通道当量直径对于转捩雷诺数影响甚微，收缩比的大小是引起转捩雷诺数不同的关键因素,最终确定了不同收缩比下的转捩雷诺数。
微通道冷却 数值模拟 转捩流动 收缩段 热效应 microchannel cooling numerical simulation transition flow contraction section thermal effect 强激光与粒子束
2014, 26(5): 051008
中国科学院 大连化学物理研究所, 化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
单重态氧发生器作为氧碘化学激光的核心部件, 为化学激光器提供化学能。通过对工业喷射器及旋风分离器的研究, 结合产生单重态氧的化学反应环境, 进行了大量模拟及设计改进工作, 研制了一种新型喷射型单重态氧发生器, 并进行了相关实验研究。喷射型单重态氧发生器利用喷嘴能够产生比传统发生器类型更多的气液表面, 获得足够的反应效率, 可以大幅度降低发生器液体使用量, 从而减小发生器辅助系统, 提高体积效率。为满足O2(1Δ)停留时间短及分离效率高的要求, 利用气液两相喷射的高初速度以旋风分离器完成气液分离。新型发生器氯气利用率可达97%~99%, 其O2(1Δ)产率为40%~50%。
喷射型单重态氧发生器 旋风分离器 快速分离 停留时间 eject singlet oxygen generator cyclone rapid separation residence time
