Recent Development of Electric Oxygen-Iodine Laser

Abstract

REVIEW 1 引言 氧碘化学激光器(COIL)是目前波长最短，唯一运 转在电子之间跃迁的化学激光器。它有高储能、高效 率、大气传输性能好、光纤传输效率高等诸多优点，使 之在军事、工业、医疗等许多领域都显示出潜在的应 用，得到各国的普遍重视 [1] 。然而，在实用化进程中，人 们发现氧碘化学激光器存在缺点和不足，其中化学原 料的危险性和后续补给问题都限制了氧碘化学激光 器的应用领域和应用范围。因为传统的氧碘化学激光 器是以气液反应产生的单重氧 O 2 ( 1 D)为能源粒子， 它 是氧碘化学激光器的关键， 通过与碘原子的近共振传 能，使碘原子发生粒子数反转，从而谐振激射得到 1.315 mm 激光。单重态氧产生的化学反应方程式 Cl 2 +H 2 O 2 +2MOH寅O 2 ( 1 D)+2H 2 O+2MCl,(1) 其中 M 为 K， Na， Li。氯气、 过氧化氢和碱溶液具有毒 性或强腐蚀性或易爆性， 因此这些化学原料的使用和 操作需要专业人员，限制了氧碘化学激光器的使用。 不仅如此， 由于这是一个气液放热反应， 产物中含有 一定量的水蒸气， 水分子对激发态碘原子的猝灭很严 重。电激励氧碘激光器(EOIL)以它的安全性、 全气相 和无水蒸气等优点，是一个好的发展方向， 成为当前 的研究热点。 早在 1975 年 Zalesskii 和 1980 年 Fournier 就尝 试用放电的方法产生单重态氧，并与碘原子传能， 但 电激励氧碘激光器研究最新进展 RecentDevelopmentofElectricOxygen-IodineLaser 多丽萍李留成王增强李国富唐书凯于海军汪健金玉奇桑凤亭 (中国科学院 大连化学物理研究所，辽宁 大连 116023) 摘 要 氧碘激光是由激发态 O 2 ( 1 D)与基态碘原子近共振传能来实现的。传统的氧碘化学激光器(COIL)采用气液 化学反应来产生 O 2 ( 1 D)。一种全气相、 更安全易行的基于电激励 O 2 ( 1 D)发生器的氧碘激光器是当前国际上 的研究热点。通过对最新文献的综述分析， 归纳整理了电激励氧碘激光器(EOIL)研究中的关键问题所在， 并对未来发展趋势及需要解决的问题等进行了分析总结。 关键词 化学氧碘激光器；单重态氧；电激励氧碘激光器；放电单重氧发生器 Abstract Oxygen-iodinelaserisproducedbynearresonantenergytransferwiththesingletoxygenmetastable O 2 ( 1 D).Theconventionalchemicaloxygen-iodinelaser(COIL)requiresachemicaltwo-phaseprocess toproducethe O 2 ( 1 D) fromaqueousbasichydrogenperoxideandCl 2 gas.Thedevelopmentofthe electricsinglet-deltaoxygengeneratorswithallgasphase，moresaferandeasyoperationhasbeen thehotspot.Wedescribetherecentdevelopmentofelectricoxygen-iodinelaser(EOIL)，summarythe keystorealizethelasingofEOIL，andintheendgivesdiscussionandthetrendanalysis.