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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