Un láser dinámico de gas ( GDL ) es un láser basado en diferencias en las velocidades de relajación de los estados vibracionales moleculares . El gas del medio láser tiene propiedades tales que un estado vibracional energéticamente más bajo se relaja más rápido que un estado vibratorio más alto, por lo que se logra una inversión de población en un momento particular. 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 CO 2 , en una mezcla con nitrógeno o helio , como medio láser .
Los láseres dinámicos de gas se pueden bombear por combustión o expansión adiabática de gas. Se podría utilizar cualquier gas caliente y comprimido con una estructura vibratoria adecuada.
El láser dinámico de gas bombeado explosivamente es una versión de GDL bombeado por expansión de productos de explosión. El explosivo preferido es el hexanitrobenceno y / o tetranitrometano con polvo metálico. Este dispositivo podría tener una salida de potencia máxima pulsada muy alta adecuada para armas láser .
Función
- Se genera gas comprimido caliente.
- El gas se expande a través de la boquilla de expansión subsónica o supersónica, la temperatura del gas se vuelve más baja y, según la distribución de Maxwell-Boltzmann, el gas no está en equilibrio termodinámico hasta que los estados vibracionales se relajan.
- El gas fluye a través del tubo de una longitud determinada durante un tiempo determinado. En este momento, el estado vibratorio más bajo se relaja, pero el estado vibratorio más alto no. Así se logra la inversión de la población.
- El gas fluye a través del área del espejo donde tiene lugar la emisión estimulada .
- 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 vibratorio del gas recién expandido.
Solicitud
Casi cualquier láser químico utiliza procesos dinámicos de gas para aumentar su eficiencia.
La alta eficiencia energética (hasta un 30%) y una potencia de salida muy alta hacen que GDL sea adecuado para algunas aplicaciones (especialmente militares).
Ver también
Referencias
- ^ "Historia de los láseres de gas, parte 1: láseres de gas de onda continua" , Noticias de óptica y fotónica . Consultado el 4 de junio de 2013.