目录 1
第一章导论 1
§1．化学激光的定义 1
§2．化学激光中的化学反应类型 4
2.1．三原子交换反应 4
2.2．提取反应 7
2.3．消去反应 9
2.4．光消去反应 12
2.5．光解离反应 13
2.6．其他类型的反应 15
§3．化学激光中的影响因素 17
3.1．总反应速率 17
3.2．化学反应放热特性 18
3.3．反应机制 19
3.4．去激活过程 21
§4．实验技术 23
4.1．化学激光器的效率 23
4.2．闪光光解引发 24
4.3．放电引发 24
4.4．电子束引发 24
4.5．连续运转的化学激光器 25
4.6．化学发光 25
4.7．化学激光的研究 26
4.8．分子束 26
4.9．理论 26
§5．结论 27
第二章卤化氢化学激光器的动力学 28
§1．离解反应和复合反应 30
1.1．氢和氘的离解与复合 31
1.2．卤素的离解和复合 33
1.3．卤化氢的离解和复合 39
§2．泵浦反应 42
2.1．H2-Cl2体系的泵浦反应 45
2.2．H2(D2)-F2体系的泵浦反应 50
2.3．H2(D2)-Br2和H2(D2)-I2体系的泵浦反应 59
§3．能量转移反应 60
3.1．V-T,R能量转移 60
卤化氢的自弛豫 62
卤化氢被其他卤化氢弛豫 73
卤化氢被原子和其他分子V-R,T去激活 74
3.2．V-V能量转移 81
第三章化学激光器的光学问题 89
§1．光学共振腔的物理原理 90
1.1．化学激光器光学方面需考虑的关键问题 90
1.2．稳定共振腔和光束质量 91
1.3．不稳定共振腔 104
§2．理论结果 110
2.1．不稳定共振腔的几何解 111
2.2．衍射分析法——均匀反射率 114
2.3．衍射分析法——非均匀反射率 127
2.4．反射镜倾斜对不稳定共振腔模式的影响 138
2.5．激光介质的影响和更复杂的相位扰动效应 145
3.1．引言 153
§3．激光光学实验 153
3.2．超音速扩散型连续波HF（DF）多谱线激光器 155
3.3．超音速扩散型连续波HF选线激光器 171
3.4．亚音速扩散型连续波HF（DF）激光器 189
§4．概要和结论 192
第四章连续波卤化氢激光器 197
§1.热驱动激光器 199
1.1．激波管及HF火焰激光器 205
1.2．电弧加热超音速扩散型激光器 207
1.3．电阻加热器驱动的激光器 237
1.4．燃烧驱动和化学驱动的激光器 240
§2．放电驱动的激光器 244
2.1．激光介质的研究 245
2.2．探测激光器和激光光源 249
第五章超音速混合型激光器中的气体动力学问题 255
§1．燃烧驱动连续波HF激光器 257
1.1．引言 257
1.2．概述 258
1.3．燃烧室 260
1.4．喷管组件 267
1.5．光腔 273
1.6．扩压器 287
§2．混合型激光器光腔中的流场 290
2.1．光腔中的气流结构，概述 291
2.2．混合层的结构 298
2.3．光腔入口结构的影响 323
2.4．对湍流的、超音速的和带反应的混合的分析 335
3.1．目的 338
§3．预言激光器性能的简单模型 338
3.2．混合层的解析模型 339
3.3．层流混合和湍流混合的估算 344
3.4．计算规律 353
3.5．与更细致的分析作比较 358
3.6．与观察到的激光器性能的关系 362
3.7．小信号增益分布的预期值和测量值 375
第六章脉冲卤化氢化学激光器 380
§1．非链反应HF激光器 381
1.1．闪光光解引发 381
1.2．放电引发 386
1.3．其他引发方法 388
§2．链反应HF激光器 389
2.1．引发方法 391
2.2．时间分辨的激光光谱 392
2.3．实验与理论的对比 398
§3．链和非链反应DF激光器 404
§4．高效引发的卤化氢激光器 408
§5．脉冲HCl激光器 410
5.1．化学反应泵浦的HCl激光器 410
5.2．光消去型HCl激光器 413
§6．脉冲HBr化学激光器 413
§7．脉冲转移型化学激光器 414
第七章转移型化学激光器 418
§ 1．振动能的转移和去激活 419
1.1．HX-CO2体系V→V,R和V→R,T能量转移的实验 423
测量 423
1.2．HX-CO：体系中V→V,R能量转移理论 429
§2．连续波亚音速DF-CO2化学激光器 431
§3．连续波超音速DF-CO2转移型化学激光器 438
§4．脉冲DF-CO2化学激光器 445
§5．结论 450
第八章化学激光器的数字模型计算 452
§1．增益方程 454
1.1．增益系数 454
1.2．能量和转动配分函数 456
1.3．Einstein系数 464
1.4．线型函数 469
1.5．数值实例 479
2.1．绪言 481
§2．预混连续波模型 481
2.2．光学模型 482
2.3．方程式的建立 487
2.4．方程式的数值表述 490
2.5．计算方案 497
2.6．解的分析 499
2.7．饱和强度 500
2.8．与物理光学相耦合的方法 500
§3．脉冲模型 503
3.1．绪言 503
3.2．方程式的建立 504
3.3．激射跃迁的时间序列 507
4.1．绪言 511
4.2．方程式的建立 511
§4．简单混合模型 511
4.3．混合模型的结果 517
§5．复杂混合模型 523
附录A 漏泄流管模型 526
附录B 在初始奇点上的解 529
第九章双分子反应的经典动力学 531
§1．势能面 531
1.1．计算方法 532
1.2．势能面的重要特征 541
1.3．说明举例 545
§2．轨迹的研究 546
2.1．计算方法 547
2.2．动力学变量的初值 548
2.3．终态的分析 549
2.4．轨迹的分析 550
2.5．碰撞的详细历程 551
第十章粒子数反转的统计－动力学模型 556
§1．产物态分布的表征 557
1.1．粒子数反转 557
1.2．熵和惊奇度 561
1.3．产物态分布 562
1.4．振动分布 565
1.5．转动分布 568
§2．在化学激光器中的应用 571
2.1．无弛豫布居 571
2.2．无振动弛豫的转动热平衡布居 574
2.3．部分平衡布居 575
3.1．最大熵原理 576
§3．约束和温度参数 576
3.2．转动温度参数 578
§4．动力学－统计模型 579
4.1．粒子数反转的非绝热模型 580
4.2．统计理论 586
第十一章CO化学激光器 591
§1．CO激光介质的化学 591
§2．O+CS反应的振动分布 594
§3．在CO化学激光介质中的分子传能 597
§4．光学数据 602
§5．连续混合型激光器的模型 602
5.1．流体的流动与混合 602
5.2．化学动力学，气流的加热作用以及膨胀 605
5.3．CO的形成和弛豫 606
5.4．受激辐射 607
5.5．模拟计算的结果 609
§6．连续波CO化学激光器的实验 614
6.1．纵向流动连续波激光器 614
6.2．横向流动的连续波激光器 617
6.3．亚音速流的实验 617
6.4．超音速流动的实验 620
§7．连续波CO火焰激光器 622
§8．脉冲的CO化学激光器 626
§9．CO和HF-DF激光体系的比较 632
§10．目前CO化学激光器的研究方向 634
10.1．改善激光器性能 634
10.2．需要考虑的实际问题 635
10.3．基础研究 636
第十二章光化学碘激光器 637
§1．碘激光体系的化学动力学 639
1.1．基本的光解过程 640
1.2．激光介质的自再生 644
1.3．动力学的模拟研究 646
§ 2．激光跃迁光谱 649
2.1．跃迁的超精细结构 650
2.2．受激发射截面 651
2.3．压力加宽 652
2.4．塞曼分裂 656
2.5．子能级的弛豫 657
3.1．5×10-8到5×10-7秒脉冲持续时间的振荡器 658
§3．短脉冲碘激光振荡器 658
3.2．3到50毫微秒脉冲持续时间的振荡器 659
3.3．0.1到3毫微秒脉冲持续时间的振荡器 660
§4．高功率碘激光放大器 661
4.1．反转的产生 662
4.2．在放大器中能量的储存 663
4.3．能量的提取 666
第十三章金属原子氧化型激光器 669
§1．爆炸丝金属原子氧化激光器 674
§2．激波蒸发金属板型激光器 689
§3．流动混合的连续波金属原子氧化型激光器 692
附录本书撰稿者 696
索引 698
参考文献 716