Kémiai lézer - fizikai enciklopédia
Vegyi lézerek -gáz lézer egy rumot populáció inverzió jön létre a kémiai. reakciókat. Képes létrehozni X. l. Ez azon a tényen alapul, hogy sok termék exoterm. Chem. reakciók preim képződik. gerjesztett állapotú. Most X. l. Úgy működik, rezgésmentes örvény. átmenetek kétatomos molekulák. A gerjesztett molekulák képződnek hatékony, különösen, eredményeként exoterm. szubsztitúciós reakciók:
És akkor. része d felszabaduló energia Didot kolebat gerjesztés. AB szint a molekula. Az eredmény egy nem-egyensúlyi gáz kétatomos molekulák AB egy rum Wed. kolebat értéket. energiatartalom jelentősen meghaladja az energia tulajdonítható postupat. és a BPA-schat. a fokú szabadságot molekulák. A nem egyensúlyi gáz aktív közepes inverz populáció egy nagy szám kolebat. átmenetek (lásd. Molecular spektrumok). Táblázat. nek- mutatja vezető reakciókat inverz populáció, az értékeket a D és D, valamint egy példakénti hullámhossz-tartományban megfelelő L sugárzás.
A munka HL Be kell, hogy hozzon létre egy nyak-Roe száma reaktív szabad gyökök, amelyek lehetővé teszik az áramlás a kémiai. reakciót. Erre a célra, az összes alkalmazott módszerek expozíciós molekula vezető disszociációs közvetlen fűtési okozó szokásos termikus. disszociáció; UV-sugárzás vagy látható fény hatására, részleges vagy teljes fotodisszociációs molekulák; Chem. válasz kíséretében a szabad gyökök képződését; kisülést egy rumot szabad gyökök képződnek a DOS. ütközések elektronok a molekulák; vegyi anyagoknak való kitettség. reagensek gerendák gyors elektronok vagy ionok termékek nukleáris reakciók és más. Ennek eredményeként a vezető reakciókat gerjesztési X. l. visszafordíthatatlan változások kémiai. az összetétele a kiindulási reagenseket, előfeltétele hosszú. PA-
bot X. l. Ez egy folyamatos megújítására a munkaképes anyag.
Az aktív közeg a HL együtt (1) reakcióban folytassa különböző ütközési magában foglaló folyamat rezgésileg gerjesztett molekulák. Ezek a folyamatok lények. Hatás a kialakulását, és meghatározza a populációk a kimeneti jellemzőit X. l. Naib. Ez egy fontos folyamat rezgésileg transzlációs relaxációs rezgésileg gerjesztett molekulák:
ahol M - molekulák belépő a készítményben az aktív közeg X. l. u - a rezgési kvantumszám a molekula. Az említett eljárás szerint to- vibrációs energia a molekula eredő áramlását exoterm. reakciót hővé és elpusztítja a populáció inverzió az aktív közegben X. l. és korlátozza a kimeneti jellemzőit. Eff. kémiai átalakulás. energiát az energia a lézersugárzás csak akkor lehet biztosítani, ha a karakterisztikus idő a reakció (1) nem haladja meg a jellemző időt kolebat folyamat. relaxációs (2). Mivel általában során az áramlás a gáz halmazállapotú kémiai. A végrehajtott reakciók szemben feltétel, csak jelentéktelen. számú kémiailag reaktív rendszerek alkalmasak az aktív közeg X. l. magas kimeneti jellemzőit.
A felszabaduló energia exoterm áramlását. Chem. reakciókat általában forgalmazott útján. kolebat számát. Államok a molekula - a reakcióterméket. A természete ennek eloszlása határozza meg közötti arány átfolyási idő kémiai. Reakció (1), kolebat. relaxációs (2) és a jellemző időt kolebat cserélő eljárás. sugarak upon ütközés molekulák AB együtt. Ez az arány egy nagyon bonyolult módon függ a készítmény a lézer aktív közeg, az arány a gáz-ry, és meghatározza a spektrum a sugárzás X. l. Ezen túlmenően, a tartozó molekulák meghatározva. kolebat. Elosztott útján. örvény számát. államok. Azáltal gyors örvény csere. energia ütközések egymással és a molekulák a puffer gázelosztó a molekuláknak az örvény. államokban az aktív közeg X. l. általában által leírt képlet Boltzmann:
ahol Nu jelentése a molekulák koncentrációja tartozó e vibrációs állapotban; A -vraschat. állandó a molekula; J -vraschat. kvantumszám jellemző ez örvény. állami; T -temp-pa gáz. Ilyen körülmények között az aktív közeg X. l. megvalósított részleges inverzió módban, amikor a populáció inverzió vibrációs-örvény. P-ág átmenetek (kereszteződések JJ + 1) van megvalósítva, amikor az állapot Nu> Nu-1. A megadott körülmények között befolyásolja a természet a spektrumát generációs X. l. to-nek jellemzően nagyszámú rezgés- örvény. P-ág átmenetek, birtokában több. kolebat. sávokat.
DOS. jellemző paraméterek hatékonyságának X. L -. a kémiai. HX hatékonysága (arány lézer energia mennyisége felszabaduló energia eredményeként kémiai. Reakciók) és m. N. Elektromos. ő hatékonysága (aránya lézer energia az elvesztett energia iniciálásában kémiai. reakció). T. a. A szükséges energiát hogy kezdeményezni. exoterm. reakciók, kevesebb energia szabadul fel, hogy az égnek kapott áramlási ilyen reakciók, az összeg akkor nincs alapvető korlátja felett és meghaladhatja a 100%. Pl. Elektromos. X. l hatékonyságát. alapján a reakció a fluor hidrogénnel (vagy deutérium)
A meghatározva. körülmények között akár 1000%. Ez annak köszönhető, hogy az áramlás a kémiai lánc. reakció ren-
áció egy raj létrehozásának elég Minor. -VA reaktív gyökök. Azonban az összeg HX lézerek ilyen nagy értékű ő viszonylag kicsi (
1%), mert a kis elején. F2 disszociációs fokú láncreakció idő sokkal hosszabb, mint a karakterisztikus idő pusztítás inverz populáció eredményeként intermolekuláris ütközések kolebat. pihenést. Emiatt, a mennyiséget HX lézer alapján a reakció a fluor hidrogénnel csökken a korai. e disszociációfok csökken a törvény szerint HX
, míg ő tartja a kapcsolatot ő
1 / A fentiekből következik, hogy a használata egy láncreakció nem teszi lehetővé minden teljes átalakulás a kémiai. energiát az energia a lézersugarat. Ebben a tekintetben, Naib. erőteljes X. l. alapuló HF, HX, amelynek nagy értéket (10%), a munka alapján egyszerű szubsztitúciós reakciók (táblázat.). Max. sugárzási energia
Nia HF-lézerek pulzáló üzemmódban 10 kJ és egy impulzus időtartama több. tíz ns. Naib. erőteljes X. l. HF át folyamatosan működő, amikor pumpáló a hatóanyag üregen át egy szuperszonikus sebesség és jellemzi a kimenő teljesítmény több. kW amikor
Együtt a vibrációs gerjesztett molekulák eredményeként szivárgás exoterm. A reakciókat képezhetők elektronikusan gerjesztett molekulák, a sugárzás-to-sugárzásmentes bomlási ryh is képezik az alapját a kémiai munka. lézer. A nagyszámú szakirodalomban tárgyalt konkrét vegyi anyag. mechanizmusok létrehozása gerjesztett atomok vagy molekulák, mint az aktív közeg X. l. talált gyakorlati végrehajtása mechanizmus létrehozására inverz lakosság közötti átmenet államok a finom szerkezetű jódatom I (2 P1 / 2), és I (2 P3 / 2) hullámhosszúságú 1,315 mikron. Ülepítő tetején. állapotban a lézer átmenet végzi átadása gerjesztés a szingulett oxigén molekula:
Másfelől, a szingulett oxigén eredményeként termelt áramlási a reakció klór hidrogén-peroxiddal lúgos közegben. Így. oxigén-jód lézer nem tre-
BUET munkájuk ext. energiaforrás, fogyasztása csak vegyszer. az energia, a reagensek. A kimeneti teljesítményű lézer eléri több. több száz watt folyamatos üzemmódban, a hatékonyság több. százalék. Vonzó minősége az ilyen típusú lézeres kapcsolódnak a hullámhossza megfelelő sugárzás max. Optikailag átlátszó. szilikon-alapú eszközök, valamint a Naib. legmagasabb X. l. a minősége a lézersugár, ami miatt kisebb. energia-kibocsátás az aktív közeg a lézer.
Olyan alkalmazásokban alapú X. l. Ez, egyrészt, a nagy hatékonyság és a villamosenergia-termelés, valamint a másik kéz-lehetőségét generáló nagyszámú átmenetek széles az IR spektrum. Másokkal együtt. Erőteljes lézerek típusú X. l. használt anyagok feldolgozási technológia, a tudományos kutatási beállításokban, lézeres fúziós eszközök lézerrendszerek, érzékelésével légkör lézer spektroszkópia, lézer kémia, lézeres izotóp szétválasztás, valamint tanulmányozására molekuláris ütközések a változás kolebat. és forgatagában. molekuláris államok.
Lit.: Vegyi lézerek, ed. NG Basov, AM 1982 Eletskii AV folyamatok kémiai lézerek, "Phys", 1981, t. 134, c. 2, p. 237; Vegyi lézerek, ed. R. Gross és J .. Bott Lane. az angol. M. 1980; Ablekov VK Denisov N. Proshkin VV Vegyi lézerek, M. 1980.