电激励连续波HF/DF化学激光器F原子流量检测

论文摘要

电激励化学激光器是化学激光器的重要发展领域,F原子产量和产率是电激励HF/DF化学激光器功率与效率的决定性因素之一。本文综合比较四类F原子流量检测方法的优缺点,结合实验室现有设备,发展了一种名为滴定HF吸收法的F原子流量检测新方法。滴定HF吸收法即利用电激励选线HF激光器的（1-0）振转谱线,检测滴定产物基态HF分子的吸收强度变化,得到滴定气体（氢气）流量与F原子流量对应关系的方法,此方法有很多优点。建立了基态HF分子依据于组分、温度、谱线的吸收系数模型。根据滴定HF吸收法的原理,设计了红外窗口及实验光路,完成了选线激光器、流量控制系统及红外探测器的准备工作。分别测量了在不同NF3流量、不同探测谱线时,一台电激励HF/DF化学激光器正常工作时的F原子流量,推测加入过量滴定气体后,吸收区温度下降,导致吸收减弱,气流温度变化处于透射率随温度升高呈下降趋势的范围内。1P6谱线的吸收更为强烈,1个NF3分子解离出1.0～1.1个F原子。提出了F原子流量的在线测量方案,对激光器正常工作时氢气过量的现象进行了实验探讨。滴定HF吸收法是电激励HF/DF化学激光器F原子流量检测的有效手段,为使其进一步简单化、实用化,本文指出了应继续开展的工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 滴定HF吸收法及相关理论
• 2.1 滴定HF吸收法
• 2.2 吸收系数相关理论
• 2.2.1 基态HF分子吸收系数计算
• 2.2.2 吸收系数与HF分子密度的关系
• 2.2.3 吸收系数与温度的关系
• 2.3 本章小结
• 第三章 F原子流量检测实验装置及设计
• 3.1 电激励HF/DF化学激光器
• 3.2 电激励选线HF化学激光器
• 3.2.1 激光器原理及构造
• 3.2.2 导引光引入方法
• 3.3 流量控制系统
• 3.3.1 浮子流量计
• 3.3.2 质量流量控制器
• 3.3.3 流量对比测量实验
• 3.4 红外窗口设计
• 3.5 红外探测器
• 3.6 实验光路设计
• 3.7 实验测量步骤
• 3.8 本章小结
• 第四章F原子流量检测实验结果及分析
• 4.1 原始测量数据处理
• 3 流量时滴定曲线'>4.2 不同NF₃流量时滴定曲线
• 4.3 不同探测谱线时滴定曲线
• 4.4 实验结果分析
• 4.5 在线测量方案
• 4.6 氢气过量现象探讨
• 4.7 本章小节
• 第五章 全文总结
• 5.1 本文完成的工作
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文