大连化物所研制出连续波千瓦级HBr化学激光器,可为长波中红外激光应用提供高能激光光源

近日,大连化物所金玉奇研究员、多丽萍研究员团队成功研制了连续波千瓦级燃烧驱动HBr化学激光器,该激光器在4.0 – 5.0微米波段的输出功率是目前文献可查的同类激光器的最高记录。此外,该激光器的输出谱线丰富,可为长波中红外激光应用提供良好的高能激光光源。

该激光器采用NF3和D2燃烧高温热解过量的NF3产生F原子,F原子与H2反应产生振动激发态的HF(ν)和H原子,H原子与Br2反应产生振动激发态的HBr(ν),HBr(ν)受激辐射发出3.8 – 4.7微米的激光。该激光器采用拉法尔喷管结构,将燃烧室的高温气体加速膨胀并降温,在超音速低温气流中注入H2和Br2预混气体,通过连锁反应生成HBr(ν)增益介质并经由光学谐振腔发出激光。该激光器的最大出光功率为1042 W,单发出光时间大于5s;激光输出功率稳定、光斑均匀、光谱组成丰富;此外,通过控制激光增益发生器结构和组态,可以调控输出激光的光谱组成。该工作为4 – 5微米高能激光的应用奠定了良好基础。

该研究进展以快报形式发表在《中国激光》上, 论文链接为:http://www.opticsjournal.net/richHtml/zgjg/2020/47/12/1216004.html。 上述工作得到中科院战略性先导科技专项(B类)“能源化学转化的本质与调控”、中科院国防创新基金、我所创新基金、中科院化学激光重点实验室创新基金等项目的资助。

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