Rev. Phys. Appl. (Paris) 11, 421-426 (1976)
DOI: 10.1051/rphysap:01976001103042100

Construction et performances d'un laser chimique HF continu amorcé par une décharge micro-onde

Y. Conturie, J.M. Gagné et L. Bertrand

Laboratoire d'Optique et de Spectroscopie, Département de Génie Physique, Ecole polytechnique, Campus de l'Université de Montréal, C. P. 6079, Succursale A, Montréal, Québec, Canada H3C 3A7

Abstract
In this paper we present the design and discuss the performances of a continuous HF chemical laser, based on the exothermic reaction F + H2 → HF(v,j) + H. Fluorine atoms are produced in a SF6 + He mixture by means of a microwave discharge apparatus. The dimensions of the laser chamber are 50 mm in length and 6 mm high. The F and H2 streams form an angle of 72°, the optical axis being perpendicular to them. The multiline laser power is 16 W with chemical and electrical efficiencies of 3 % and 0.7 % respectively. The output spectrum consists of 14 lines corresponding to vibration-rotation Pv(j) transitions of the HF molecule : v, j - 1 → v - 1, j (v = 1, 2, 3). Under single-line operation, lasing action is observed on 12 lines successively, corresponding to P 1(j) and P2(j) transitions. The unsaturated gain for several P2(j) transitions is approximately 0.11 cm-1.

Résumé
On décrit la construction d'un laser chimique HF continu, basé sur la réaction exothermique F + H2 → HF(v,j) + H. Les atomes de fluor sont produits à partir d'une décharge micro-onde dans le mélange SF6 + He. Les dimensions transversales de la chambre de réaction sont 50 mm de long et 6 mm de haut. L'axe de la cavité optique est normal aux directions d'écoulement de chacun des gaz réagissants, celles-ci faisant entre elles un angle de 72°. La puissance du laser, fonctionnant avec une cavité optique non sélective, est 16 W. L'efficacité chimique correspondante est 3 % et l'efficacité électrique 0,7 %. Le rayonnement se compose de 14 raies correspondant aux transitions Pv( j) de vibration-rotation de la molécule HF : v,j-1 → v - 1,j (v = 1, 2, 3). Lorsqu'une cavité optique sélective est utilisée, le laser peut fonctionner successivement sur 12 raies correspondant aux transitions P1(j) et P2( j). Le gain non saturé de plusieurs transitions P2(j) est environ 0,11 cm-1.

PACS
4255K - Chemical lasers.
4260 - Laser optical systems: design and operation.
4320C - Gas lasers.

Key words
chemical lasers -- hydrogen compounds -- molecular rotational vibrational energy transfer -- performance -- HF chemical laser -- microwave discharge -- design -- power -- efficiencies -- HF vibration rotation transitions