4-1  氧碘化学激光器进气参数对贯穿参数的影响

蔡光明

　　碘的贯穿参数对激光器输出功率具有较大的影响，贯穿参数决定了主副气流的混合情况，表明了氧碘的混合程度。在亚音速混合段，副气流射流射入主气流的贯穿参数为

式中，T为气流温度；p为气流压力；为摩尔流率；M为平均分子量。下标p与s分别表示主副气流。贯穿参数与激光器的主副气流参数有关，并且在激光器运行条件下，具有一个优化的最佳点。气体的贯穿参数与主副气流的动量比有关，也就是可以通过调节主副气流的流量来达到改变贯穿参数的目的。在5 kW小型化学氧碘激光器装置上，通过稳定氯气流量，改变其他进气参数，调整贯穿参数，得出其最佳的进气参数和贯穿参数点。光腔为平凹腔，腔镜耦合率为96%。

通过改变副氦、碘量和主氦/氯气摩尔比，得到激光器的贯穿参数，并通过调整进气参数，使其贯穿参数达到最优值。由此可得结论：(1) 贯穿参数正比于副氦流量。但此时输出光功率随贯穿参数的变化不是线性的。贯穿参数约0.24时激光输出最优；(2) 激光器的输出功率并不是与碘流量成正比，而是有一个先升后降的过程，此时的最佳贯穿参数点为0.23；(3) 当主氦/氯气比升高时，其贯穿参数逐渐降低，输出功率在主氦/氯气摩尔比约为4.2时，贯穿参数0.25。

因此，在激光器运行在最佳的进气条件下，COIL的最佳贯穿参数为0.23~0.25。在此优化条件下，激光器的输出功率与设计输出功率相比可以提高20%~30%。