POPURATION INVERSION IN FLAME EXCITED BY MICROWAVE FOR COMBUSTION DERIVED LASER EMISSION

微波激发燃烧激光发射火焰中的粒子数反转

基本信息

  • 批准号:
    14350408
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.94万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Development of high power and high efficient laser is necessary for introducing industrial applications of laser power. Excitation of the conventional lasers is dependent of only electric power. Such lasers don't only require huge electricity in order to emit a high power, but also it is difficult to introduce a system utilizing energy except for the effective energy for laser emission. The objective of this work is to develop the efficient system of a high power laser derived by combustion energy of fuels and/or auxiliary electricity for manufacturing.Microwave enhanced combustion of methane-air mixture in a ceramic burner is studied to examine the principle of a new laser emission. The results suggest perturbation of the assumed Boltzmann distribution of molecular energy levels. A small signal gain, which represents the level of amplification of an incident beam in a medium, was detected using a CO_2 laser. An increase in the signal ratio of two MCT photodetectors when the combustion zone was irradiated by microwave of 2.45 GHz in the frequency indicates amplification of infrared radiation at 10.6 μm in wavelength. On the other hand, absorption of infrared radiation in the flame irradiated by microwave was analyzed spectroscopically by the FT-IR. The absorption in 2.7 and 4.2 μm bands of H_2O and CO_2 molecules was influenced by the effect of excitation to energy levels by microwave so that the population of molecules at upper energy levels than the grand level becomes greater than a thermo-dynamic equilibrium state. In addition, this effect was confirmed by Raman spectroscopic analysis as well. These facts imply the possibility of combustion derived laser emission by irradiation of microwave.
开发高功率和高激光器对于引入激光功率的高效工业应用是必要的。传统激光器的激发仅依赖于电力,这样的激光器不仅需要巨大的电力来发射高功率,而且还需要电力。除了激光发射的有效能量外,很难引入一种利用能量的系统。这项工作的目的是开发一种由燃料和/或辅助电力的燃烧能量产生的高功率激光的高效系统。微波增强燃烧。甲烷-空气混合物研究了陶瓷燃烧器中的新激光发射原理,结果表明分子能级的假设玻尔兹曼分布的扰动代表了介质中入射光束的放大水平。使用CO_2激光器检测到,当燃烧区受到频率为2.45 GHz的微波照射时,两个MCT光电探测器的信号比增加,表明10.6 μm处的红外辐射被放大。另一方面,通过FT-IR光谱分析了微波辐射火焰中红外辐射的吸收情况,H_2O和CO_2分子在2.7和4.2μm波段的吸收受到微波对能级的激发作用的影响。从而使高于高能级的分子数量变得大于热力学平衡状态。此外,拉曼光谱分析也证实了这一效应。通过微波照射燃烧产生激光发射的可能性。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
板谷義紀, 内山茂, E.F.Cabrido, 羽多野重信, 森滋勝: "導電性粒子流動層の乱反射を利用したマイクロ波電界強度の均一化効果"化学工学論文集. 29・3. 339-334 (2003)
板谷义树、内山繁、卡布里多、波多野茂信、森重胜:“利用导电粒子流化床的漫反射来均匀化微波电场强度的效果”化学工程学报29・3(2003)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
板谷義紀, 内山茂, E.F.Cabrido, 羽多野重信, 森滋勝: "導電性粒子流動層の乱反射を利用したマイクロ波電界強度の均一化効果"化学工学論文集. 29. 339-344 (2003)
Yoshiki Itaya、Shigeru Uchiyama、E.F.Cabrido、Shigenobu Hatano、Shigekatsu Mori:“利用导电颗粒流化床的漫反射均匀化微波电场强度的效果”化学工程杂志 29. 339-344 (2003)。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
YOSHINORI ITAYA, SHIGERU UCHIYAMA, ERWIN F.CABRIDO, SHIGENOBU HATANO, SHIGEKATSU MORI: "UNIFORMITY OF MICROWAVE FIELD INTENSITY BY RANDUM REFLECTION IN A FLUIDIZED BED OF ELECTRICALLY CONDUCTIVE BEADS"KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU. 29-3. 33-344 (2003)
YOSHINORI ITAYA、SHIGERU UCHIYAMA、ERWIN F.CABRIDO、SHIGENOBU HATANO、SHIGEKATSU MORI:“通过导电珠流化床中的随机反射实现微波场强度的均匀性”KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU。
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  • 通讯作者:
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