QUÍMICA LASERS
de fluoreto de Deutério laser produz meados de saída de IV
Roland Roux
de Hidrogênio e de deutério haleto (HCl, DF, HBr) lasers com base em uma reacção química exotérmica iniciado pela quitação ou por uma rápida mistura do reagente de gases emitem em 3 a 5 µm de comprimento de onda região. Vários comprimentos de onda neste intervalo espectral são bem adequados para a propagação de longo alcance do feixe através da atmosfera, porque eles coincidem com janelas atmosféricas.
vários anos atrás CILAS (Marcoussis, França) desenvolveu um laser HF-DF capaz de produzir uma potência média de 600 W em comprimentos de onda HF e de 250 W para DF.1 o funcionamento a longo prazo de um tal laser exige, contudo, a Regeneração contínua dos gases que estão a ser misturados. Uma abordagem alternativa para experimentos que requerem apenas baixa potência média é o bombeamento óptico das moléculas de haleto de hidrogênio e deutério. Os gases usados e a fonte de pum¥selecionados permitem a cobertura de várias regiões espectrais entre 3 e 5 µm. Esta abordagem evita as desvantagens da dissociação e regeneração de gases.Mais recentemente, pesquisadores do CILAS — apoiados por DRET (Direction des Recherches, Etudes, et Techniques, Paris, França)–experimentaram um novo laser de fluoreto de Deutério de baixa potência.2,3 neste dispositivo um curto impulso laser estimula moléculas de hidrogênio ou haleto de Deutério contidas em uma célula gasosa, criando uma inversão populacional em cascata. A principal dificuldade é encontrar uma fonte laser capaz de pum¥as linhas estreitas e discretas das várias transições.
lasers Forsterite
na gama de pressão tipicamente usada para fazer com que moléculas de haleto de hidrogénio ou deutério se dispersem, as linhas de absorção são muito estreitas (menos de 1 GHz). Assim, uma fonte de pum¥eficiente deve ter propriedades espectrais estreitas semelhantes e ser sintonizada precisamente para uma linha de absorção. Um laser forsterite que utiliza uma série de prismas e dois dispositivos Fabry-Perot é capaz de cumprir estes requisitos (ver figura na p. 29).
o laser de forsterita dopada com crómio (Cr4+: Mg2SiO4) é baseado num cristal de 23 mm de comprimento com uma secção transversal de 4 ¥ 6 mm2 e cortado no ângulo de Brewster. Um laser de q comutação Nd:YAG bombeia longitudinalmente o cristal de forsterite a 1,064 nm. O laser Nd: YAG fornece energia de pulso u¥a 130 MJ com uma duração de pulso de 10 ns e frequência de repetição de pulso de 10 Hz.
o comprimento de onda de saída requerido é obtido através da passagem do feixe através de três prismas dispersivos e da rotação do espelho totalmente reflector. Para reduzir a largura de banda espectral da emissão laser, dois dispositivos Fabry-Perot são colocados na cavidade. O laser forsterite é facilmente sintonizável de 1,16 a 1,33 µm, e o pico do alcance de afinação é centrado a 1,25 µm. Sem os dispositivos Fabry-Perot, o laser forsterite fornece 13-mJ energia máxima por impulso a 1,25 µm com a energia de 130-MJ pum¥(ver figura inset, p. 29); eficiência de conversão óptica é, portanto, 10%. Com os dispositivos Fabry-Perot, a 1,268 µm( a linha HF), a energia do pulso é 6 mJ, e a 1,193 µm (a linha DF), é 3 mJ. O comprimento do pulso está entre 50 e 70 ns (FWHM) com uma linewidth de 0,06 Å.
a saída de linha estreita do laser forsterite é introduzida na célula gasosa através de um espelho da cavidade dicróica curvado que é altamente transmissivo no comprimento de onda de pum¥e altamente refletivo nos comprimentos de onda de HF e DF. Células de aço inoxidável equipadas com janelas de fluoreto de cálcio Brewster são utilizadas; o comprimento das células é de 15 cm para HF e de 50 cm para DF.
With this setu¥bombeando a célula HF, the researchers obtained 250-µJ superfluorescence energy (measured without any mirrors) on the transition around 2,8 µm. A pressão das células HF foi de 30 Torr, e a energia laser de pum¥forsterite foi de 6 mJ a 1,268 µm com um comprimento de pulso de 50 ns. Ao bombear a célula DF, foi observada uma emissão de laser em cascata e as linhas de laser entre 3,64 e 3,85 µm emitidas simultaneamente com cerca de 10 µJ de energia. Neste caso, a pressão da célula DF foi de 3 a 6 Torr; a energia laser pum¥foi de 3 mJ a 1,193 µm.