碘喷孔位置变化对激光性能影响.pdfVIP

　第 12 卷　增刊 强 激 光 与 粒 子 束 . 12, . 0　 V o l N o s 　2000 年 11 月 H IGH POW ER LA SER AND PA R T ICL E BEAM S N ov. , 2000　 文章编号: 　1001—4322 (2000) s0—0052—07 碘喷孔位置的变化对激光性能的影响 李守先, 　陈云山, 　刘广华, 　王元璋, 　束小建 (北京应用物理与计算数学研究所, 北京 8009- 11 信箱 100088) 　　摘　要: 　在主、副气流流量不变的情况下, 仅改变氧碘化学激光器中碘喷孔的位置, 数值模拟了其 混合气体流场特性和小信号增益分布等的变化。计算结果表明, 碘喷孔在喷管叶片上的位置沿气流方向 往下游移动, 混合状况变差, 光腔中小信号增益降低, 输出功率减小, 饱和光强沿气流方向的衰减变得平 缓。 　　关键词: 　CO IL ; 　数值模拟; 　碘喷孔位置; 　小信号增益 　　中图分类号: 　 242 1; 3543; 248 5　　　　文献标识码: 　 O O TN A ( ) [ 1 ] ( ) 　　目前存在的大多数氧碘化学激光器 装置 中, 碘气流 碘分子 2 和稀释剂 是通过拉伐 CO IL I H e 尔喷管亚音速段喷管叶片上的喷孔以声速垂直喷入氧气流的。此后, 氧碘气流通过拉伐尔喷管, 由亚音 速流被加速成超音速流; 在这一过程中, 碘分子边与氧气流混合, 边被氧气流分解成碘原子( I) , 碘原子 与O 2 (1 ) 发生共振传能被泵浦到激发态 O 2 (1 ) + I O 2 (3 ) + I ( 1) 处于激发态的碘原子( I ) 到达光腔后受激辐射产生激光, 由激发态跃迁到基态 + → + ( + 1) (2) I nh I n h 光腔中处于基态的碘原子又与O 2 (1 ) 发生共振传能被泵浦到激发态, 上述过程重复发生, 将氧气流中 O 2 (1 ) 所携带的能量转化成激光能。在激光能提取的整个过程中, 碘原子是将储存在O 2 (1 ) 中的化学 能转化成激光能的中介, 它的多少、被泵浦到激发态上的比例以及与氧气流的混合状况等, 都会影响激 光能的提取效率和激射区的大小。前面提到, 碘原子的来源是碘分子的分解, 因此碘喷孔的位置也就直 接影响光腔位置及其大小和提取效率。如果碘喷孔位置离光腔太远, 则到达光腔时 I2 不但全部被分解, 而且 与 (1 ) ( ) 的密度较高; 而在 中, 主