KR100429577B1 - Deuterium fluoride chemical laser - Google Patents
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Abstract
본 발명은 불소 산화제 공급구와 연료 공급구를 구비한 단원자 불소 발생기와, 중수소 공급구를 구비하고 상기 단원자 불소 발생기와 연결되어 내부에 발진영역이 형성된 레이저 광 발생기와, 상기 단원자 불소 발생기에서 발생하여 상기 레이저 광 발생기의 발진영역으로 유입되는 단원자 불소의 진행 속도를 증가시키도록 형성된 1방향 팽창 노즐과, 상기 1방향 팽창 노즐의 내부를 관통하여 형성된 중수소 공급관과, 상기 중수소 공급관으로부터 연장되어 상기 1방향 팽창 노즐의 출구부인 초음속 팽창부의 벽면을 향하여 형성된 중수소 분사관과, 상기 중수소 분사관의 1방향 팽창 노즐의 출구부측 단부에 형성된 중수소 분사구와, 상기 레이저 광 발생기의 일측에 설치되어 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광을 발생시키는 광학 공진기를 포함하는 불화중수소 화학레이저에 있어서, 상기 중수소 분사관은 직선형인 구조를 제시함으로써, 단원자 불소와 중수소의 압력차이의 제어를 용이하게 할 수 있고, 제작의 용이성을 확보할 수 있도록 한다.The present invention provides a monoatomic fluorine generator having a fluorine oxidant supply port and a fuel supply port, a laser light generator having a deuterium supply port, connected to the monoatomic fluorine generator, and having an oscillation region formed therein, A one-way expansion nozzle formed to increase the traveling speed of the monoatomic fluorine generated and introduced into the oscillation region of the laser light generator, a deuterium supply pipe formed through the interior of the one-way expansion nozzle, and extended from the deuterium supply pipe. Deuterium injection pipe formed toward the wall surface of the supersonic expansion part, which is the outlet of the one-way expansion nozzle, deuterium injection port formed at the outlet side end of the one-way expansion nozzle of the deuterium injection pipe, and deuterium fluoride installed on one side of the laser light generator. Includes an optical resonator for generating laser light from an active medium of Is in heavy hydrogen fluoride chemical laser, by the heavy hydrogen injection pipe is provided in a linear structure, it is possible to facilitate control of the pressure difference between the monoatomic fluorine and deuterium, and so as to ensure the ease of production.
Description
본 발명은 불화중수소 화학레이저에 관한 것으로서, 상세하게는, 단원자 불소(atomic fluorine) 기체와의 화학결합에 의해 불화중수소(deutrium fluoride) 활성매질(active medium)을 형성하기 위해 레이저 광 발생기에 중수소 기체를 분사하는 중수소 분사봉(spray bar) 및 단원자 불소 기체를 토출하는 출구부의 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deuterium fluoride chemical laser, and more specifically, to deuterium laser generator to form a deutrium fluoride active medium by chemical bonding with an atomic fluorine gas. It relates to a structure of an outlet portion for ejecting a deuterium spray bar (spray bar) for injecting gas and monoatomic fluorine gas.
불화중수소 화학레이저는 다음의 화학식에 나타난 화학반응에서 얻어지는 에너지를 레이저의 발생에 필요한 에너지원으로 이용하는 것이다.The deuterium fluoride chemical laser uses energy obtained from the chemical reaction shown in the following chemical formula as an energy source for generating a laser.
이러한 불화중수소 화학레이저는 전기에너지를 이용하지 않으며, 타 레이저에 비해 효율이 높고 대기투과도가 우수하므로 레이저 타격무기 등에 응용하기 위하여 많은 연구가 되고 있는 실정이다.These deuterium fluoride chemical lasers do not use electrical energy, and are highly researched to be applied to laser striking weapons because they have higher efficiency and better air permeability than other lasers.
도 1 내지 도 3은 종래의 불화중수소 화학레이저의 구조를 도시한 것으로서,도 1은 부분 절결 사시도, 도 2는 평면도 및 측면도, 도 3은 1방향 팽창 노즐의 종단면도, 정면도 및 측면도이다.1 to 3 show the structure of a conventional deuterium fluoride chemical laser, FIG. 1 is a partially cutaway perspective view, FIG. 2 is a plan view and a side view, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view, a front view and a side view of a one-way expansion nozzle.
도시된 바와 같이, 종래의 불화중수소 화학레이저는 불소 산화제 공급구(4)와 연료 공급구(5)를 구비한 단원자 불소 발생기(1)와, 중수소 공급구(6)를 구비하고 단원자 불소 발생기(1)와 연결되어 내부에 발진영역(active region)이 형성된 레이저 광 발생기(20)와, 단원자 불소 발생기(1)에서 발생하여 레이저 광 발생기(20)의 발진영역으로 유입되는 단원자 불소의 진행 속도를 증가시키도록 형성된 1방향 팽창 노즐(2)과, 1방향 팽창 노즐(2)의 내부를 관통하여 형성된 중수소 공급관(11)과, 중수소 공급관(11)으로부터 연장되어 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부인 초음속 팽창부(12)의 벽면을 향하여 형성된 중수소 분사관(19)과, 중수소 분사관(19)의 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부측 단부에 형성된 중수소 분사구(9)와, 레이저 광 발생기(20)의 일측에 설치되어 상기 불소와 중수소의 화합물인 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광(7)을 발생시키는 광학 공진기(3)를 포함하여 구성된다.As shown, the conventional deuterium fluoride chemical laser has a monoatomic fluorine generator 1 having a fluorine oxidant supply port 4 and a fuel supply port 5, and a deuterium fluorine supply port 6 and monoatomic fluorine. The laser light generator 20 connected to the generator 1 and having an active region formed therein, and the monoatomic fluorine generated by the monoatomic fluorine generator 1 and introduced into the oscillation region of the laser light generator 20. The one-way expansion nozzle (2) formed to increase the traveling speed of, the deuterium supply pipe (11) formed to penetrate the inside of the one-way expansion nozzle (2), and the deuterium supply pipe (11) to extend the one-way expansion nozzle ( Deuterium injection pipe (19) formed toward the wall surface of the supersonic expansion unit (12), which is the outlet of 2), and deuterium injection port (9) formed at the outlet side end of the one-way expansion nozzle (2) of the deuterium injection pipe (19); Is installed on one side of the laser light generator 20 and the fluorine It is configured to include the optical resonator (3) for generating a laser light beam 7 from the compound of the active medium of bovine heavy hydrogen fluoride.
단원자 불소 발생기(1)는 불소 산화제 공급구(4) 통해 유입된 불소 산화제를 연료 공급구(5)를 통해 유입된 연료에 의해 연소시킴으로써 단원자 불소를 발생시켜, 이를 1방향 팽창 노즐(2)을 통해 레이저 광 발생기(20)의 발진영역으로 유출한다.The monoatomic fluorine generator 1 generates monoatomic fluorine by combusting the fluorine oxidant introduced through the fluorine oxidant supply port 4 with the fuel introduced through the fuel supply port 5, thereby generating the monoatomic fluorine. It flows out into the oscillation area of the laser light generator 20 through the).
1방향 팽창 노즐(2)은 단원자 불소 발생기(1)에서 발생한 단원자 불소를 초음속에 해당하는 고속으로 레이저 광 발생기(20)의 발진영역으로 유입시키기 위한 구조로서, 입구부인 아음속 압축부(subsonic compression part)와 출구부인 초음속팽창부(supersonic expasion part)로 구성되고, 수평방향에 해당하는 1방향 팽창만을 얻을 수 있도록, 복수개의 노즐(2)을 겹쳐서 배열한 구조를 취하고 있다. 이와 같은 구조를 취하는 이유는 노즐의 특성길이(characteristic length)를 작게 하여 레이저 발생효율을 증가시키기 위한 것이다.The one-way expansion nozzle 2 is a structure for introducing the monoatomic fluorine generated by the monoatomic fluorine generator 1 into the oscillation region of the laser light generator 20 at a high speed corresponding to supersonic speed. It consists of a compression part and the supersonic expasion part which is an exit part, and has the structure which overlapped and arranged the some nozzle 2 so that only one direction expansion corresponding to a horizontal direction can be obtained. The reason for taking this structure is to increase the laser generation efficiency by reducing the characteristic length of the nozzle.
효율적인 레이저의 발생을 위해서는 상기 화학반응에 참여하는 단원자 불소의 양이 최대가 되어야 하고, 이를 위해서는 단원자 불소 발생기(1)에서 생성된 단원자 불소가 불소분자로 재결합(recombination)되는 것을 최소화해야 한다. 또한, 레이저의 효율은 온도에 반비례하므로 단원자 불소 기체의 온도를 가능한 한 낮게 하여 레이저 광 발생기(20)의 발진영역으로 공급하여야 한다. 상기와 같은 구조의 1방향 팽창 노즐(2)은 이와 같은 요구조건을 만족하기 위해 사용되는 것이다. 또한, 레이저의 효율을 증가시키기 위해서는 1방향 팽창 노즐(2)의 크기를 가능한 한 작게 하는 것이 필요한데, 가공상의 제약이 따르므로, 그 노즐(2)의 크기와 형상을 적절히 조절한 설계가 필요하다.In order to generate an efficient laser, the amount of monoatomic fluorine participating in the chemical reaction should be maximized, and for this purpose, the monoatomic fluorine generated in the monoatomic fluorine generator 1 should be minimized to recombination with fluorine molecules. do. In addition, since the efficiency of the laser is inversely proportional to the temperature, the temperature of the monoatomic fluorine gas should be kept as low as possible to supply the oscillation region of the laser light generator 20. The one-way expansion nozzle 2 having the above structure is used to satisfy such a requirement. In addition, in order to increase the efficiency of the laser, it is necessary to make the size of the one-way expansion nozzle 2 as small as possible, but due to processing constraints, a design in which the size and shape of the nozzle 2 is appropriately adjusted is necessary. .
한편, 단원자 불소와 화학반응을 일으키기 위한 중수소는 1방향 팽창 노즐(2)의 내부를 관통하여 형성된 중수소 공급관(11)을 통해 공급되어, 그 중수소 공급관(11)으로부터 연장되어 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부인 초음속 팽창부(12)의 벽면을 향하여 형성된 중수소 분사관(19) 및 그 중수소 분사관(19)의 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부측 단부에 형성된 중수소 분사구(9)를 통해 초음속 팽창부(12)로 공급된다.Meanwhile, deuterium for causing a chemical reaction with monoatomic fluorine is supplied through a deuterium supply pipe 11 formed through the inside of the one-way expansion nozzle 2, and extends from the deuterium supply pipe 11 to expand the one-way expansion nozzle ( The deuterium injection pipe 19 formed toward the wall surface of the supersonic expansion part 12, which is the exit part of 2), and the deuterium injection hole 9 formed at the outlet side end of the one-way expansion nozzle 2 of the deuterium injection pipe 19, It is supplied to the supersonic expansion portion 12 through.
중수소 분사구(9)는 엇갈림 배열(staggered array) 구조를 취하고 있는데,이는 단원자 불소와 중수소의 화학반응면(chemical reaction surface)의 면적을 극대화하기 위함이다.The deuterium injection hole 9 has a staggered array structure in order to maximize the area of the chemical reaction surface of monoatomic fluorine and deuterium.
도 3에 도시된 바와 같이, 중수소 분사관(19)은 중수소 공급관측 단부에 비해 중수소 분사구측 단부의 직경이 더 큰 확산형 구조를 취하고 있다. 이는 중수소 분사구(9)를 통해 분사되는 중수소의 유동을 가속시켜, 초음속으로 유동하는 단원자 불소의 경우와 마찬가지로 초음속에 해당하는 속도로써 초음속 팽창부(12)에 공급함으로써, 레이저의 효율을 극대화하기 위함이다.As shown in Fig. 3, the deuterium injection pipe 19 has a diffusion type structure in which the diameter of the deuterium injection port side is larger than that of the deuterium supply pipe side. This accelerates the flow of deuterium injected through the deuterium injection port 9, and supplies the supersonic expansion portion 12 at a speed corresponding to supersonic speed as in the case of monoatomic fluorine flowing at supersonic speed, thereby maximizing the efficiency of the laser. For sake.
이하, 종래의 불화중수소 화학레이저의 동작에 대하여 설명한다.The operation of the conventional deuterium fluoride chemical laser is described below.
단원자 불소 발생기(1)에서 생성된 단원자 불소 유동은 아음속 압축부(14) 및 초음속 팽창부(12)에 의해 구성되는 1방향 팽창 노즐(2)에 의해 초음속 유동으로 변환되어, 레이저 광 발생기(20)의 발진영역으로 공급된다. 1방향 팽창 노즐(2)을 통과한 단원자 불소 유동은 팽창되면서 압력과 온도가 감소한다.The monoatomic fluorine flow generated by the monoatomic fluorine generator 1 is converted into the supersonic flow by the one-way expansion nozzle 2 constituted by the subsonic compression unit 14 and the supersonic expansion unit 12, and the laser light generator It is supplied to the oscillation area of 20. The monoatomic fluorine flow through the one-way expansion nozzle 2 expands and decreases in pressure and temperature.
한편, 중수소 공급관(11)을 통해 중수소 분사관(19)에 공급된 중수소는 중수소 분사구(9)를 통해 초음속으로 단원자 불소의 유동 중에 분사된다.Meanwhile, the deuterium supplied to the deuterium injection pipe 19 through the deuterium supply pipe 11 is injected in the flow of monoatomic fluorine at supersonic speed through the deuterium injection port 9.
이와 같이, 레이저 광 발생기(20)의 발진영역에 유입된 단원자 불소와 중수소는 상기 화학반응식에서 나타난 바와 같은 화학반응에 의해 불화중수소를 형성하고, 광학 공진기(3)는 이러한 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광(7)을 발생시킨다.As such, the monoatomic fluorine and deuterium introduced into the oscillation region of the laser light generator 20 form deuterium fluoride by a chemical reaction as shown in the above chemical reaction formula, and the optical resonator 3 is an active medium of such deuterium fluoride. Laser light 7 is generated.
그런데, 이와 같이 중수소를 초음속으로 공급하는 경우에는 압력의 제어가 매우 곤란하게 되고, 유동하는 단원자 불소와 중수소의 압력 차이가 크게 되는 경우 레이저 발진에 악영향을 미칠 수 있다는 문제점이 제기된다.However, in the case of supplying deuterium at supersonic speed as described above, it is very difficult to control the pressure, and when the pressure difference between flowing monoatomic fluorine and deuterium becomes large, a problem arises that the laser oscillation may be adversely affected.
또한, 이와 같은 확산형 구조의 중수소 분사관을 노즐 내부에 소정의 분사각도를 정확히 유지하면서 가공함에는 곤란이 따르므로, 많은 시간과 비용이 소요된다는 측면에서도 문제점으로 지적되어 왔다.In addition, since it is difficult to process such a deuterium injection tube having a diffusion type structure while maintaining a predetermined injection angle accurately, it has been pointed out as a problem in that it takes a lot of time and cost.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 단원자 불소와 중수소의 압력차이의 제어를 용이하게 할 수 있고, 제작의 용이성을 확보할 수 있도록 하는, 보다 진일보된 구조의 불화중수소 화학레이저를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, to facilitate the control of the pressure difference between the monoatomic fluorine and deuterium, to provide a more advanced deuterium fluoride chemical laser to ensure the ease of production For that purpose.
도 1 내지 도 3은 종래의 불화중수소 화학레이저의 구조를 도시한 것으로서,1 to 3 show the structure of a conventional deuterium fluoride chemical laser,
도 1은 부분 절결 사시도1 is a partially cutaway perspective view
도 2는 평면도 및 측면도2 is a plan view and a side view
도 3은 1방향 팽창 노즐의 종단면도, 정면도 및 측면도3 is a longitudinal sectional, front and side view of the one-way expansion nozzle;
도 4는 본 발명에 의한 불화중수소 화학레이저에 있어서, 1방향 팽창 노즐의 종단면도, 정면도 및 측면도4 is a longitudinal sectional view, front view and side view of a one-way expansion nozzle in the deuterium fluoride chemical laser according to the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
9 : 중수소 분사구 10 : 냉각관9: deuterium nozzle 10: cooling tube
11 : 중수소 공급관 12 : 초음속 팽창부11: deuterium supply pipe 12: supersonic expansion
13 : 노즐목 14 : 아음속 압축부13: nozzle neck 14: subsonic compression
30 : 직선형 중수소 분사관30: straight deuterium injection pipe
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 불소 산화제 공급구와 연료 공급구를 구비한 단원자 불소 발생기와, 중수소 공급구를 구비하고 상기 단원자 불소 발생기와 연결되어 내부에 발진영역이 형성된 레이저 광 발생기와, 상기 단원자 불소 발생기에서 발생하여 상기 레이저 광 발생기의 발진영역으로 유입되는 단원자 불소의 진행 속도를 증가시키도록 형성된 1방향 팽창 노즐과, 상기 1방향 팽창 노즐의 내부를 관통하여 형성된 중수소 공급관과, 상기 중수소 공급관으로부터 연장되어 상기 1방향 팽창 노즐의 출구부인 초음속 팽창부의 벽면을 향하여 형성된 중수소 분사관과, 상기 중수소 분사관의 1방향 팽창 노즐의 출구부측 단부에 형성된 중수소 분사구와, 상기 레이저 광 발생기의 일측에 설치되어 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광을 발생시키는 광학 공진기를 포함하는 불화중수소 화학레이저에 있어서, 상기 중수소 분사관은 직선형 구조를 취하는 것을 특징으로 하는불화중수소 화학레이저를 제시한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a monoatomic fluorine generator having a fluorine oxidant supply port and a fuel supply port, and a laser having a deuterium supply port and connected to the monoatomic fluorine generator and having an oscillation region formed therein. A light generator, a one-way expansion nozzle formed to increase the traveling speed of the monoatomic fluorine generated by the monoatomic fluorine generator and flowing into the oscillation region of the laser light generator, and formed through the inside of the one-way expansion nozzle A deuterium injection pipe extending from the deuterium supply pipe, the deuterium supply pipe extending toward the wall surface of the supersonic expansion part which is an outlet of the one-way expansion nozzle, and a deuterium injection port formed at an outlet side end of the one-way expansion nozzle of the deuterium injection pipe; Installed on one side of the laser light generator from the active medium of deuterium fluoride In the deuterium fluoride chemical laser comprising an optical resonator generating a laser light, wherein the heavy hydrogen injection pipe presents a heavy hydrogen fluoride chemical laser, characterized in that takes a linear structure.
또한, 중수소는 상기 중수소 분사구를 통해 음속으로 분사되도록 제어되는 것이 바람직하다.In addition, the deuterium is preferably controlled to be injected at the speed of sound through the deuterium injection port.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시례에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 의한 불화중수소 화학레이저에 있어서, 1방향 팽창 노즐의 종단면도, 정면도 및 측면도이다.4 is a longitudinal sectional view, front view and side view of a one-way expansion nozzle in the deuterium fluoride chemical laser according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 불화중수소 화학레이저는 불소 산화제 공급구(4)와 연료 공급구(5)를 구비한 단원자 불소 발생기(1)와, 중수소 공급구(6)를 구비하고 단원자 불소 발생기(1)와 연결되어 내부에 발진영역(active region)이 형성된 레이저 광 발생기(20)와, 단원자 불소 발생기(1)에서 발생하여 레이저 광 발생기(20)의 발진영역으로 유입되는 단원자 불소의 진행 속도를 증가시키도록 형성된 1방향 팽창 노즐(2)과, 1방향 팽창 노즐(2)의 내부를 관통하여 형성된 중수소 공급관(11)과, 중수소 공급관(11)으로부터 연장되어 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부인 초음속 팽창부(12)의 벽면을 향하여 형성된 중수소 분사관(19)과, 중수소 분사관(19)의 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부측 단부에 형성된 중수소 분사구(9)와, 레이저 광 발생기(20)의 일측에 설치되어 상기 불소와 중수소의 화합물인 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광(7)을 발생시키는 광학 공진기(3)를 포함하여 구성된다는 점에서는 종래의 구조와 동일하다고 할 수 있다.As shown, the deuterium fluoride chemical laser according to the present invention includes a monoatomic fluorine generator 1 having a fluorine oxidant supply port 4 and a fuel supply port 5, and a deuterium supply port 6. A laser light generator 20 connected to the magnetic fluorine generator 1 and having an active region formed therein, and a unit generated by the mono-fluorine generator 1 and introduced into the oscillation region of the laser light generator 20. One-way expansion nozzle (2) formed to increase the advancing speed of the fluorine, deuterium supply pipe (11) formed through the inside of the one-way expansion nozzle (2), and extends from the deuterium supply pipe (11) to expand in one direction A deuterium injection pipe 19 formed toward the wall surface of the supersonic expansion part 12, which is an outlet of the nozzle 2, and a deuterium injection hole 9 formed at an outlet side end of the one-way expansion nozzle 2 of the deuterium injection pipe 19. And one side of the laser light generator 20 And in that from the compound of the active medium of deuterium fluoride of deuterium that comprises an optical resonator (3) for generating a laser light beam 7 it may be the same as the conventional structure.
그러나, 본 발명의 경우, 상기 중수소 분사관이 직선형 구조를 취하는 직선형 중수소 분사관(30)인 것을 특징으로 한다.However, in the case of the present invention, the deuterium injection pipe is characterized in that the straight deuterium injection pipe 30 having a straight structure.
즉, 중수소를 초음속으로 공급하기 위하여 확산형 구조를 취하는 종래의 분사관(19)의 구조를 직선형 구조의 분사관(30)으로 변형함으로써, 중수소가 음속으로 분사되도록 제어한 것에 본 발명의 특징이 있는 것이다.That is, by deforming the structure of the conventional injection pipe 19 having the diffusion type structure to supply deuterium at supersonic speed to the injection pipe 30 of the linear structure, the feature of the present invention is that the deuterium is controlled to be injected at the speed of sound It is.
이에 따라, 중수소의 분사속도가 과도하게 높음에 따라 단원자 분자 유동과의 압력 차이의 제어가 곤란하다는 종래 기술의 문제점을 해결하여, 레이저의 발진을 안정적으로 확보할 수 있는 것이다.Accordingly, the problem of the prior art that it is difficult to control the pressure difference with the monoatomic molecular flow due to the excessively high injection speed of deuterium, it is possible to secure the oscillation of the laser.
또한, 노즐(2)의 내부에 형성되는 중수소 분사관(30)의 구조를 종래의 확산형이 아닌, 직선형으로 취함에 따라, 전체적으로 가공의 용이성을 확보할 수 있다는 부수적 효과도 얻을 수 있다.Further, by taking the structure of the deuterium injection pipe 30 formed inside the nozzle 2 in a straight line instead of the conventional diffusion type, it is possible to obtain the side effect of ensuring the ease of processing as a whole.
다만, 본 발명은 초음속으로 분사되는 단원자 불소의 경우와 달리, 중수소가 음속으로 분사되도록 제어되므로, 상기한 바와 같이 압력 차이의 용이한 제어를 통해 레이저의 안정적인 발진을 확보한다는 장점이 있는 반면, 레이저의 효율 측면에서 다소 불리하다는 단점을 가질 수 있다.However, the present invention, unlike the case of monoatomic fluorine is injected at supersonic speed, since deuterium is controlled to be injected at the speed of sound, there is an advantage of ensuring a stable oscillation of the laser through easy control of the pressure difference as described above, It may have the disadvantage of being somewhat disadvantageous in terms of laser efficiency.
그러나, 종래의 구조에 의한 화학레이저와 본 발명에 의한 화학레이저의 단원자 불소의 유량당 발생된 레이저 출력의 크기를 비교한 실험결과, 종래 구조의 경우 350J/g의 특성값을 얻을 수 있었음에 비해, 본 발명의 경우 337J/g의 특성값을 얻을 수 있었다.However, as a result of comparing the magnitude of the laser power generated per flow rate of the monoatomic fluorine of the chemical laser according to the present invention with the conventional laser, the characteristic value of 350 J / g was obtained for the conventional structure. In the case of the present invention, a characteristic value of 337 J / g was obtained.
이 차이는 레이저의 크기 효과(scale effect : 동일한 노즐을 여러개 사용할 경우 화학레이저의 출력이 노즐의 증가 비율보다 더 크게 나타나는 현상)를 고려할 때, 무시될 수 있을 정도의 범위내인 것이다.This difference is in a negligible range, considering the scale effect of the laser (a phenomenon in which the output of the chemical laser is larger than the increase rate of the nozzle when multiple nozzles are used).
따라서, 압력 차이의 제어의 용이성 및 제작의 용이성 등 본 발명의 효과를 감안하여 전체적으로 판단해 볼 때, 종래의 구조에 비해 본 발명에 의한 구조의 진보성이 인정될 수 있을 것이다.Therefore, when judging as a whole in view of the effects of the present invention, such as the ease of control of pressure difference and the ease of production, the progress of the structure according to the present invention can be recognized as compared to the conventional structure.
이하, 본 발명에 의한 불화중수소 화학레이저의 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the deuterium fluoride chemical laser according to the present invention will be described.
단원자 불소 발생기(1)에서 생성된 단원자 불소 유동은 아음속 압축부(14), 노즐목(13) 및 초음속 팽창부(12)에 의해 구성되는 1방향 팽창 노즐(2)에 의해 초음속 유동으로 변환되어, 레이저 광 발생기(20)의 발진영역으로 공급된다. 1방향 팽창 노즐(2)을 통과한 단원자 불소 유동은 팽창되면서 압력과 온도가 감소한다.The monoatomic fluorine flow generated by the monoatomic fluorine generator 1 is transferred to the supersonic flow by the one-way expansion nozzle 2 constituted by the subsonic compression section 14, the nozzle neck 13, and the supersonic expansion section 12. It is converted and supplied to the oscillation area of the laser light generator 20. The monoatomic fluorine flow through the one-way expansion nozzle 2 expands and decreases in pressure and temperature.
한편, 중수소 공급관(11)을 통해 직선형 중수소 분사관(30)에 공급된 중수소는 중수소 분사구(9)를 통해 음속으로 제어되어 단원자 불소의 유동 중에 분사된다.On the other hand, the deuterium supplied to the straight deuterium injection pipe 30 through the deuterium supply pipe 11 is controlled at a sound speed through the deuterium injection port 9 is injected during the flow of monoatomic fluorine.
이와 같이, 레이저 광 발생기(20)의 발진영역에 유입된 단원자 불소와 중수소는 상기 화학반응식에서 나타난 바와 같은 화학반응에 의해 불화중수소를 형성하고, 광학 공진기(3)는 이러한 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광(7)을 발생시킨다.As such, the monoatomic fluorine and deuterium introduced into the oscillation region of the laser light generator 20 form deuterium fluoride by a chemical reaction as shown in the above chemical reaction formula, and the optical resonator 3 is an active medium of such deuterium fluoride. Laser light 7 is generated.
본 발명은 단원자 불소와 중수소의 압력차이의 제어를 용이하게 할 수 있고, 제작의 용이성을 확보할 수 있도록 하는, 보다 진일보된 구조의 불화중수소 화학레이저를 제공한다.The present invention provides a deuterium fluoride chemical laser of a more advanced structure that can facilitate control of the pressure difference between monoatomic fluorine and deuterium, and to ensure ease of manufacture.
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