为了研究燃烧驱动DF/HF化学激光器燃烧室内H₂/NF₃（或D₂/NF₃）的混合燃烧特性，搭建了小型燃烧室平台。采用火焰荧光光谱法对燃烧室内H₂/NF₃燃烧火焰的形状和温度分布进行了测量和分析，光谱测量结果表明：在紫外可见光谱区域，H₂/NF₃燃烧火焰的自发光主要由N₂（B）、NF（b）、NH（A）等电子激发态分子的辐射跃迁产生，其中N₂（B）和NH（A）是燃烧过程中的关键物质成分，其发光强度可以很好地表征火焰燃烧的剧烈程度，可以用于定量测定燃烧火焰的长度；在近红外光谱区域，H₂/NF₃燃烧火焰自发光的光谱主要由HF（v）振动激发态分子的第一泛频振动转动跃迁谱带组成。利用HF（v=2→v=0）谱带的转动结构强度分布，结合电动平移台，给出了火焰温度沿气流方向的分布情况。考察了气体配比系数（NF₃与H₂的流量之比）对燃烧火焰温度分布的影响，结果显示：当气体配比系数较小时，燃烧室内气体温度沿气流方向下降得较为平缓；随着气体配比系数逐渐增大，气体温度沿气流方向下降得越来越快。燃烧火焰长度和火焰温度分布测量结果表明，燃烧室内的化学反应可能分为两个过程：一个是H₂/NF₃剧烈快速燃烧过程，此过程非常快，几乎一混合便立刻燃烧；另一个是过量NF₃在高温下的热解离过程，此过程相对较慢，并且温度越低NF₃的热解离越慢。因此，当NF₃的占比较大时，需要较长的燃烧室滞留时间才能使过量的NF₃充分解离为氟原子。

采用敏感性分析方法研究了溴化氢（HBr）化学激光器的反应机理，分析了主导反应和关键参数之间的关系。分析了温度、压力及关键中间物的敏感性系数，确定了温度对HBr不同振动态布居的有效性调控。利用计算流体力学(CFD)研究了HBr化学激光增益发生器，给出了流场内部的温度、浓度分布。结果表明：当HBr化学激光器的内部初始反应温度在500 K左右时，能获得高振动态的输出。

燃烧驱动氟化氢化学激光体系中有一些关键基态物种(如DF等)可用于表征燃烧室工作状态, 为了控制HF振动激发态的弛豫过程还需要加入少量的碰撞伴侣物种(如SF6、NH3、H2O等）, 另一些关键物种(如NF(a)等)则可能会与HF振动激发态发生传能过程, 然而不幸的是这些物种的吸收较小。为了利用吸收光谱对这些弱吸收的关键基态物种进行研究, 建立了基于离轴式布局的腔增强吸收光谱装置, 该装置由光源部分、谐振腔部分和光电接收部分组成, 其中谐振腔部分处于真空仓内。为了验证该装置的性能, 测量了痕量氨气和水汽的吸收光谱。实验结果表明: 该装置的等噪声吸收系数达到了1.6×10-8 cm-1, 表明该装置可以用于氟化氢化学激光器中关键痕量物种的测量诊断工作。

设计了一种紧凑型放电引发非链式氟化氘（DF）脉冲激光器，引入基于闸流管的一级磁脉冲压缩高压快上升沿放电引发回路，形成39.5 kV、100 ns上升沿高压快脉冲。紧凑型张氏放电电极结合紫外(UV)火花预电离，在电极间距为30 mm激活区形成均匀辉光放电，注入能量密度达190 J/L。激光谐振腔选用平平腔结构，激光工作气体采用SF6和D2，其气体配比优化为10:3，此时获得最大能量输出为877 mJ，电光转换效率为1.9 %，脉宽约200 ns，光斑为30 mm×9 mm。

利用介质阻挡射频放电产生了单重态氧，实验中在放电气体中加入了一定量的NO气体以提高单重态氧的相对产率。通过研究放电出口处单重态氧发光强度与NO流量的变化关系，考查了NO分子对放电产生单重态氧的影响。实验结果表明，NO分子对单重态氧相对产率的提高作用呈现出先迅速增强，继而缓慢达到饱和并略有下降。在所设计的实验条件下，最佳NO流量应为O2流量的3%左右。给出了NO分子对放电产生单重态氧浓度的拟合公式，拟合结果与实验值吻合很好。从化学反应机理上对该公式给出了解释，提出了NO分子猝灭氧原子过程的一种新的可能机理，估算出该过程的速率常数为1.8×10-30 cm6/s。

A pulsed chemical oxygen-iodine laser (COIL) using atomic iodine generated by volumetric discharge of CH3I is developed and tested. COIL with a gain length of 60 cm is energized by a square pipe-array jet singlet oxygen generator with basic hydrogen peroxide pumping circulations and operated at subsonic gas flow. Maximum output energy of 4.3 J, pulse duration of 50 μs, specific energy extraction from the active medium of 2.0 J/L, and the maximum chemical efficiency of 12.5% are achieved at a chlorine flow rate of 55 mmole/s.

加工了射流式水冷铜镜模型, 采用红外热像仪测量了冷却过程中镜面温度分布云图, 证明了射流式水冷镜冷却的均匀性。采用热电偶较精确地测量了铜镜冷却过程中镜面温度的变化, 实验结果与数值模拟吻合较好, 验证了射流式水冷镜数值模型的可靠性。结合高能化学激光器中水冷镜实际情况, 对直线沟槽型水冷镜和射流式水冷镜的形变特性进行了分析。计算结果表明, 高能化学激光器水冷镜必须承压加工才能使用, 射流式水冷镜可以很好地应用于高能化学激光器。此外, 进一步分析了冷却孔直径和数量这两个参数对大口径射流式水冷镜形变的影响, 结果表明：在孔数一定的情况下, 采用更大口径的冷却孔, 镜面冷却速度快、镜面最大温度低, 可以获得更小的镜面形变；采用更多的冷却孔可以获得更好的冷却效果。

We propose a continuous-wave (CW) middle infrared (MIR) and long infrared (LIR) dual-band laser for the calibration and effect research of infrared detecting and imaging systems. A total output power of 18 W is achieved by the proposed dual-band laser through one DF gain medium module and one parallel placed CO2 gain medium module using a common stable resonator and output mirror with nominal transmissivities of ~5% in the MIR band and ~10% in the LIR band. Spectra of dual-band laser are acquired. The power extracting efficiency of this dual-band laser can be significantly improved, as validated by a single-band test of optimized parameters.

The chemiluminescence spectrum in the optical cavity of discharge-driven hydrogen fluoride (HF) chemical laser is measured. The result reveals that the spectra of the helium and fluorine (F) atoms are the major components. Moreover, the green chemiluminescence in the downstream of the optical axis is mostly composed of the 60P20 spectral line of the HF molecule. The analysis shows that, except for the cold pumping reaction, the recombination of the F atoms and the hot pumping reaction also occur in the optical cavity. Due to the hot pumping reaction and the optical cavity temperature in a specific range, the 60P20 line becomes the strongest HF molecule in the downstream region of the optical axis. After the hot pumping reaction, the green chemiluminescence always appears in the downstream region of the optical axis when the optical cavity temperature varies in a greater range.

Amplified spontaneous emission (ASE) always occurs in high-power DF laser systems with master oscillator-power amplifier (MOPA) configuration. ASE not only reduces the energy extraction efficiency of the laser system, but also negatively influences its heat management. The interaction between the ASE flux and the coherent laser flux, as well as the effect of ASE on cuboid DF amplifiers, is studied using a finite difference method and an iterative arithmetic. In addition, the influence of ASE on coherent laser amplification is discussed in detail.