Газодинамический лазер

Газодинамический лазер ( ГДЛ ) — это лазер, работающий на основе различий в скоростях релаксации молекулярных колебательных состояний. Газовая среда лазера обладает такими свойствами, что энергетически более низкое колебательное состояние релаксирует быстрее, чем более высокое колебательное состояние, и поэтому инверсия населенности достигается за определенное время. Он был изобретен Эдвардом Джерри и Артуром Кантровицем в исследовательской лаборатории Avco Everett в 1966 году. ^[1]

Чистые газодинамические лазеры обычно используют камеру сгорания, сверхзвуковое расширительное _сопло и CO2 в смеси с азотом или гелием в качестве лазерной среды .

Газодинамические лазеры могут накачиваться сгоранием или адиабатическим расширением газа. Можно использовать любой горячий и сжатый газ с подходящей вибрационной структурой .

Газодинамический лазер с взрывной накачкой представляет собой версию ГДЛ, накачиваемого расширением продуктов взрыва. Предпочтительным взрывчатым веществом является гексанитробензол и/или тетранитрометан с металлическим порошком. Это устройство может иметь очень высокую импульсную пиковую выходную мощность, подходящую для лазерного оружия .

1. Генерируется горячий сжатый газ.
2. Газ расширяется через дозвуковое или сверхзвуковое расширительное сопло, температура газа становится ниже, и согласно распределению Максвелла–Больцмана газ не находится в термодинамическом равновесии до тех пор, пока колебательные состояния не релаксируют.
3. Газ протекает через трубку определенной длины в течение определенного времени. За это время низшее колебательное состояние релаксирует, а высшее колебательное состояние — нет. Таким образом достигается инверсия населенностей.
4. Газ протекает через зеркальную область, где происходит вынужденное излучение .
5. Газ возвращается в равновесие и становится теплым. Его необходимо удалить из лазерной полости , иначе он будет мешать термодинамике и релаксации колебательного состояния только что расширенного газа.

Практически любой химический лазер использует газодинамические процессы для повышения своей эффективности.

Высокая энергоэффективность (до 30%) и очень высокая выходная мощность делают GDL пригодным для некоторых (особенно военных) применений.

• Газовый лазер
• Химический лазер
• Лазер на углекислом газе

• История лазера - Газодинамика [1]
• LEOT Laser Tutorial - Курс 3: Лазерные технологии - Модуль 9: Системы лазеров на CO2 [2 _]
• История лазера - Воздушный лазер Звездных войн [3]
• Патент США 4099142: Конденсированный взрывной газодинамический лазер [4]