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Láser dinámico de gas

Un láser dinámico de gas ( GDL ) es un láser basado en las diferencias en las velocidades de relajación de los estados vibracionales moleculares . El gas, el medio que actúa como láser, tiene propiedades tales que un estado vibracional energéticamente más bajo se relaja más rápido que un estado vibracional más alto, y por lo tanto se logra una inversión de población en un tiempo determinado. Fue inventado por Edward Gerry y Arthur Kantrowitz en el Laboratorio de Investigación Avco Everett en 1966. [1]

Los láseres dinámicos de gas puro suelen utilizar una cámara de combustión, una boquilla de expansión supersónica y CO2 , en una mezcla con nitrógeno o helio , como medio láser .

Los láseres dinámicos de gas pueden bombearse mediante combustión o expansión adiabática de gas. Se puede utilizar cualquier gas caliente y comprimido con una estructura vibracional adecuada.

El láser dinámico de gas bombeado por explosión es una versión del GDL bombeado por expansión de productos de explosión. El hexanitrobenzeno y/o tetranitrometano con polvo metálico es el explosivo preferido. Este dispositivo podría tener una salida de potencia pico pulsada muy alta, adecuada para armas láser .

Función

Componentes y funciones del láser dinámico de gas
  1. Se genera gas comprimido caliente.
  2. El gas se expande a través de una tobera de expansión subsónica o supersónica, la temperatura del gas disminuye y, según la distribución de Maxwell-Boltzmann, el gas no está en equilibrio termodinámico hasta que los estados vibracionales se relajan.
  3. El gas fluye a través de un tubo de una longitud determinada durante un tiempo determinado. En este tiempo, el estado vibracional más bajo se relaja, pero el estado vibracional más alto no. De esta manera se logra la inversión de la población.
  4. El gas fluye a través del área del espejo donde se produce la emisión estimulada .
  5. El gas vuelve al equilibrio y se calienta. Debe retirarse de la cavidad del láser o interferirá con la termodinámica y la relajación del estado vibracional del gas recién expandido.

Solicitud

Casi cualquier láser químico utiliza procesos gas-dinámicos para aumentar su eficiencia.

La alta eficiencia energética (hasta un 30%) y la salida de potencia muy alta hacen que el GDL sea adecuado para algunas aplicaciones (especialmente militares).

Véase también

Referencias

  1. ^ "Historia de los láseres de gas, parte 1: láseres de gas de onda continua" Archivado el 28 de septiembre de 2017 en Wayback Machine , Optics & Photonics News . Consultado el 4 de junio de 2013