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2018-10-29 16:56
Puntatore laser chimico e il suo metodo di lavoro

Il puntatore laser ( https://www.laserpotenti.com ) può utilizzare una reazione chimica per produrre un laser. Quando un atomo di fluoro e un atomo di idrogeno vengono fatti reagire chimicamente, può essere generata una molecola di acido fluoridrico in uno stato eccitato. In questo modo, quando i due gas vengono miscelati rapidamente, è possibile realizzare un laser, in modo che non sia necessaria altra energia e si può ottenere direttamente dalla reazione chimica una potenza luminosa molto forte.

Un puntatore laser chimico è un altro particolare tipo di puntatore laser a gas la cui sorgente di pompaggio è l'energia rilasciata da una reazione chimica. La maggior parte di questi puntatori laser operano in transizioni molecolari, con lunghezze d'onda caratteristiche che vanno dal vicino infrarosso al medio infrarosso. I più importanti sono l'acido fluoridrico e il fluoruro di cesio. Il primo può produrre più di 15 linee tra 2,6 e 3,3 micron; quest'ultimo ha circa 25 intervalli tra 3,5 e 4,2 micron. Entrambi i dispositivi hanno attualmente diversi megawatt di output.

Modo di lavorare

La recente direzione di sviluppo dei puntatori laser chimici include l'ulteriore aumento della potenza in uscita dei dispositivi collegati con l'obiettivo di decine di megawatt; sforzi per migliorare la qualità del fascio e la luminosità dei laser al fluoruro di idrogeno; ed esplorare la possibilità di ottenere un output di lunghezza d'onda corta di circa 1,3 micrometri mediante un puntatore laser verde ( https://www.laserpotenti.com/puntatore-laser-verde/c-41.html ). Il dispositivo a impulsi fu inventato per la prima volta nel 1965 e il dispositivo connesso fu introdotto quattro anni dopo. Tra questi, i puntatori laser al fluoruro di idrogeno e al fluoruro di bario hanno suscitato molto interesse a causa dell'elevata potenza in uscita continua. Nel rapporto presentato all'Assemblea Nazionale nel corso dell'anno, è stato definito "il sistema laser ad alta energia ad alta intensità energetica nel mondo libero". Puntatori laser a ossigeno di iodio sono utilizzati nella lavorazione dei materiali e dovrebbero essere usati nelle reazioni di fusione termonucleare controllate. Questi puntatori laser verdi hanno modalità di funzionamento sia pulsate che continue.

Tecnica trigger

La reazione chimica che produce il laser chimico è generalmente una reazione di scambio atomico esotermica: A + BCAB * + C. Affinché la suddetta reazione chimica proceda rapidamente, deve essere presente un gran numero di atomi liberi A per iniziare la risposta, e un metodo per generare un frammento libero A è chiamato tecnica di iniziazione. Ad esempio, la tecnica di iniziazione per la produzione di atomi di fluoro include l'iniziazione alla luce ultravioletta, l'inizio di elettroni, l'inizio termico e l'inizio della reazione chimica; i primi tre metodi di iniziazione richiedono fonti di energia esterne. Il metodo di avvio della reazione chimica non ha bisogno di energia estranea, quindi è anche chiamato un puntatore laser di purificazione.

Tipo eccitato atomico

Per garantire che l'eccitazione chimica proceda abbastanza velocemente in modo da non ritardare il processo di rilassamento della collisione, è necessario utilizzare la reazione elementare degli atomi liberi (o radicali liberi) come il puntatore laser rosso ( https://www.laserpotenti.com/puntatore-laser-rosso/c-43.html ), che è la caratteristica principale di tale un sistema. Si basa su fonti esterne elettriche, ottiche, termiche e altre fonti di energia (come riscaldamento ad arco, fotolisi flash, scarica laterale o avvio del fascio di elettroni) per ottenere gli atomi liberi richiesti (fluoro, idrogeno, cloro o ossigeno); quindi, questi atomi liberi e la seconda reazione molecolare A (per esempio, idrogeno, fluoro, disolfuro di carbonio o ozono) subiscono una meta-reazione e il numero di particelle del prodotto di reazione viene invertito per generare un laser.

Tipi di operazioni Nel 1964, G.C. Pimental e simili realizzarono per la prima volta i laser chimici a base di iodio e acido cloridrico. Negli anni '80 sono stati sviluppati questi laser rossi che operano nei seguenti tipi.

Fotodissociazione

Questo tipo di sistema si basa principalmente sull'energia ultravioletta esterna per fornire energia, è eccitato come una molecola di stato eccitato (CF3I * o C3F7I *), e quindi ottiene lo stato eccitato I * atomo attraverso la sua reazione di dissociazione a singola molecola e realizza la popolazione inversione del numero.

Tipo chimico puro

Questa modalità di funzionamento è più avanzata e pratica rispetto al tipo di eccitazione atomica sopra descritta. È caratterizzato dal fatto che non richiede fonti di energia esterne e fa affidamento esclusivamente sull'energia chimica libera dalla reazione del sistema stesso (vedi funzione di Gibbs) per ottenere gli atomi liberi richiesti. Ad esempio, l'atomo di fluoro è ottenuto per dissociazione di combustione. Quindi, l'atomo di fluoro reagisce con la molecola di idrogeno (o molecola di rutenio) per ottenere uno stato eccitato e il numero di particelle viene invertito per generare un laser verde 50mW ( https://www.laserpotenti.com/laser-verde-10mw-50mw/p-223.html ).

Questo tipo di sistema è caratterizzato dall'attivazione delle particelle di stato eccitato [DF o O2 (a'Δ)] attraverso il processo di trasferimento dell'energia di risonanza, che trasferisce l'energia immagazzinata alle particelle di lavoro del laser a biossido di carbonio o atomi di iodio per invertire il laser, O2 (a'Δ) è un ossigeno elettronicamente eccitato.

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