لیزر ید اکسیژن شیمیایی (Chemical Oxygen-Iodine Laser - COIL)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر ید اکسیژن شیمیایی (Chemical Oxygen-Iodine Laser - COIL) :
Chemical Oxygen-Iodine Laser (COIL) یک لیزر شیمیایی است که در طول موج ۱٫۳۱۵ میکرون (مادون قرمز نزدیک) کار می کند. این طول موج در محدوده امن برای چشم قرار دارد و در جو نیز جذب نسبتا کمی دارد. COIL اولین و مهم ترین لیزر شیمیایی با گسیل الکترونی (نه ارتعاشی) است. در این لیزر، انرژی از مولکول های اکسیژن برانگیخته (اکسیژن منفرد، O₂(a¹Δ)) به اتم های ید (I) منتقل می شود و آنها را به تراز برانگیخته بالا (²P₁/₂) می برد. سپس گسیل القایی بین این تراز و تراز پایه (²P₃/₂) منجر به تولید نور ۱٫۳۱۵ میکرون می شود.
مکانیزم تولید اکسیژن منفرد: از واکنش شیمیایی بین پراکسید هیدروژن قلیایی (H₂O₂ + KOH) و کلر (Cl₂) استفاده می شود: Cl₂ + H₂O₂ + 2KOH → O₂(a¹Δ) + 2KCl + 2H₂O. این واکنش، اکسیژن را به طور مستقیم در حالت برانگیخته منفرد (a¹Δ) با بازده بالا تولید می کند. سپس گاز اکسیژن منفرد با بخار ید (I₂) مخلوط می شود. اکسیژن منفرد انرژی خود را به اتم های ید منتقل کرده و آنها را برانگیخته می کند: O₂(a¹Δ) + I(²P₃/₂) → O₂(X³Σ) + I(²P₁/₂). با انبساط گاز از طریق نازل، وارونی جمعیت در اتم های ید ایجاد شده و گسیل لیزر رخ می دهد.
مهم ترین کاربرد COIL در سیستم های دفاعی و تسلیحات لیزری است. به عنوان مثال، در برنامه "لیزر هوابرد" (YAL-1) که برای انهدام موشک های بالستیک طراحی شده بود، از COIL با توان مگاوات استفاده شد. در صنعت، برای برش و جوشکاری فلزات با ضخامت بالا و در تحقیقات علمی برای مطالعه دینامیک واکنش ها و برهم کنش لیزر با ماده کاربرد دارد. طول موج امن برای چشم آن را برای کاربردهای نظامی و صنعتی جذاب کرده است.
مزایای COIL شامل توان بسیار بالا، طول موج امن برای چشم، و بازده نسبتا خوب (حدود ۲۰-۳۰٪) است. معایب آن شامل پیچیدگی سیستم (مدیریت مواد شیمیایی مایع و گاز)، تولید محصولات جانبی، و اندازه بزرگ است. با پیشرفت لیزرهای فیبری و حالت جامد با توان بالا، تمایل به جایگزینی COIL با آنها افزایش یافته است. با این حال، COIL هنوز هم به عنوان یک فناوری منحصربه فرد برای دستیابی به توان های مگاواتی در طول موج امن برای چشم مورد توجه است. برنامه YAL-1 در نهایت متوقف شد، اما تحقیقات روی COIL ادامه دارد.
