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                            化學(xué)反應(yīng)為什么能產(chǎn)生激光
    
                        
    
                        【分類】化學(xué)
                        
    
                        
    
                        【答案】在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的原子或分子往往處于激發(fā)態(tài)，能量高而不穩(wěn)定，在一定條件和特殊情況下，如果有足夠的原子或分子被激發(fā)到某個(gè)特定的能級(jí)，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，出現(xiàn)受激發(fā)射而引起光放大作用，就產(chǎn)生化學(xué)激光
    利用化學(xué)反應(yīng)釋放的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)工作粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的激光器，稱為化學(xué)激光器；化學(xué)激光器產(chǎn)生的激光，叫化學(xué)激光
    產(chǎn)生化學(xué)激光的反應(yīng)一般是放熱的原子交換反應(yīng)
    為使這種反應(yīng)迅速進(jìn)行，必須有大量的自由原子來(lái)引發(fā)反應(yīng)，產(chǎn)生自由原子的方法稱為引發(fā)技術(shù)
    以產(chǎn)生氟原子的引發(fā)為例，可用紫外線、電子、熱和化學(xué)反應(yīng)等幾種途徑，只有化學(xué)反應(yīng)引發(fā)不需要外部能源，所以這種激光器又稱為純化學(xué)激光器
    1964年，科學(xué)家皮門塔爾等首先實(shí)現(xiàn)碘和氯化氫化學(xué)激光，到20世紀(jì)80年代已發(fā)展了多種類型的化學(xué)激光
    例如，光解離型，外界紫外線把分子激勵(lì)為激發(fā)態(tài)分子，然后通過(guò)它本身的單分子解離反應(yīng)，獲得激發(fā)態(tài)原子，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)產(chǎn)生激光；原子態(tài)激勵(lì)型，利用外界能源得到自由原子，自由原子與第二種分子反應(yīng)，達(dá)到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)產(chǎn)生激光的目的；還有純化學(xué)型和傳能轉(zhuǎn)移型等
    純化學(xué)型以連續(xù)波方式運(yùn)轉(zhuǎn)，二硫化碳與氧燃燒體系、～氧化氮和氟燃燒解離等都屬純化學(xué)型
    化學(xué)激光的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)有不同的方式，有些反應(yīng)在初始階段出現(xiàn)全反轉(zhuǎn)分布，即振動(dòng)能級(jí)之間存在粒子數(shù)反轉(zhuǎn)態(tài)，激光腔內(nèi)各支輻射躍遷，都可能產(chǎn)生激光
    隨著分子間互相碰撞交換能量以及級(jí)聯(lián)輻射躍遷，全反轉(zhuǎn)過(guò)渡到部分反轉(zhuǎn)分布，直到最后反轉(zhuǎn)消失
    還有些反應(yīng)一開始就產(chǎn)生部分反轉(zhuǎn)分布
    按躍遷機(jī)理不同，化學(xué)激光器可分為三種
    一種是純轉(zhuǎn)動(dòng)化學(xué)激光器，于1967年發(fā)現(xiàn)
    它利用分子同一振動(dòng)能級(jí)中的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，把轉(zhuǎn)動(dòng)能變成相干輻射，這種激光的輸出波長(zhǎng)10～100微米，主要有氟化氫、羥基等
    另一種是振轉(zhuǎn)躍遷化學(xué)激光器，最早發(fā)現(xiàn)的一類化學(xué)激光器
    它利用反應(yīng)產(chǎn)物分子或自由基的振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)上的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，把反應(yīng)釋放的能轉(zhuǎn)分為相干輻射，這種激光輸出的波長(zhǎng)在2～10微米
    還有一種是電子躍遷化學(xué)激光器
    
                        
    
                        
                    
    
                
    
            
    
        
    
        
        
        

    
    
    
    
    

    

        
    
    

            
    
        
    
        
        

    
    
    
        
    
            
    
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