لیزر هیدروژن فلوئورید (Hydrogen Fluoride Laser - HF)، در فیزیک (Physics)

انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :

لیزر هیدروژن فلوئورید (Hydrogen Fluoride Laser - HF) :

Hydrogen Fluoride (HF) Laser یک لیزر شیمیایی است که در محدوده ۲٫۷ تا ۳ میکرون (مادون قرمز میانی) کار می کند. این لیزر از واکنش بین اتم های فلوئور (F) و مولکول های هیدروژن (H₂) یا متان (CH₄) برای تولید مولکول های HF برانگیخته ارتعاشی استفاده می کند. HF لیزر می تواند توان های بسیار بالا (مگاوات) در مد پیوسته تولید کند و یکی از قدرتمندترین لیزرهای شیمیایی است. بازده آن می تواند تا ۱۰-۲۰٪ برسد.

مکانیزم واکنش اصلی: F + H₂ → HF(v=1-3) + H. این واکنش گرماده است و مولکول های HF را در سطوح ارتعاشی بالا (v=1 تا ۳) تولید می کند. با انبساط سریع گاز از طریق نازل، وارونی جمعیت بین این سطوح ایجاد می شود (به دلیل سرعت واماندگی متفاوت). گسیل القایی بین سطوح v=2→1 و v=1→0 منجر به تولید نور در چندین خط در محدوده ۲٫۷-۳ میکرون می شود. اتم های هیدروژن تولید شده با فلوئور مولکولی (F₂) واکنش داده و اتم های فلوئور جدید تولید می کنند: H + F₂ → HF + F، و چرخه ادامه می یابد.

کاربرد اصلی HF لیزر در سیستم های دفاعی و تسلیحات لیزری، مانند برنامه "لیزر تاکتیکی هوابرد" (ABL) برای انهدام موشک های بالستیک در مرحله صعود بوده است. همچنین در تحقیقات علمی برای مطالعه دینامیک واکنش های شیمیایی و برهم کنش لیزر با ماده استفاده می شود. توان بالای آن امکان برش و جوشکاری مواد ضخیم را نیز فراهم می کند، اما کاربرد صنعتی آن محدود است.

مزایای HF لیزر شامل توان خروجی عظیم و قابلیت کار در مد پیوسته است. معایب آن شامل تولید گاز HF بسیار خورنده و سمی، پیچیدگی سیستم، و طول موج آن که در جو جذب نسبتا بالایی دارد (به دلیل بخار آب) است. با ظهور لیزرهای فیبری و حالت جامد توان بالا، تمایل به جایگزینی HF لیزر کاهش یافته است. با این حال، HF لیزر هنوز هم یکی از قدرتمندترین منابع نور مصنوعی است و در برخی تأسیسات نظامی نگهداری می شود.