为提高化学氧碘激光的性能，用五氧化二磷(P2O5)和硫酸(H2SO4)射流进行了单重态氧气流中的水汽脱除实验。实验结果表明: 在约4 kPa压力、20 m/s流速和5 ms停留时间的气流状态下，P2O5和H2SO4射流可将水汽含量分别降低至原来的约1/5和1/16，发烟硫酸甚至可降至约原来的1/90，而且对单重态氧的猝灭很小。P2O5和H2SO4都是极佳的常温射流除水剂。

单重态氧发生器作为氧碘化学激光的核心部件, 为化学激光器提供化学能。通过对工业喷射器及旋风分离器的研究, 结合产生单重态氧的化学反应环境, 进行了大量模拟及设计改进工作, 研制了一种新型喷射型单重态氧发生器, 并进行了相关实验研究。喷射型单重态氧发生器利用喷嘴能够产生比传统发生器类型更多的气液表面, 获得足够的反应效率, 可以大幅度降低发生器液体使用量, 从而减小发生器辅助系统, 提高体积效率。为满足O2(1Δ)停留时间短及分离效率高的要求, 利用气液两相喷射的高初速度以旋风分离器完成气液分离。新型发生器氯气利用率可达97%~99%, 其O2(1Δ)产率为40%~50%。

为提高化学氧碘激光性能，分别使用-117 ℃乙醇、-110 ℃氟里昂和-45 ℃质量分数为50%过氧化氢冷射流进行单重态氧气流中的水汽脱除实验。实验结果表明：这3种冷射流的除水效果并不显著，乙醇基本上没有任何脱水效果，氟里昂和过氧化氢仅可以将水汽含量分别降低至原来的约1/5和1/4；乙醇和氟里昂因极易挥发而对气流产生严重干扰，并不适合用于除水；只有难挥发的过氧化氢才是合适的候选。

对射频放电产生单重态氧进行了实验研究，在不同掺杂物种、不同电极间距、不同稀释配比的情况下，研究了单重态氧相对产率的变化规律，分析了单位氧流量注入能量对单重态氧产率和电效率的影响。实验表明，NO和Hg蒸气的加入，使放电产生单重态氧的相对产率都有显著的提高。随着电极间距的缩小，可以实现高气压工作，放电总压可以达到22.6 kPa，氧气分压超过了4.0 kPa，产率方面也有大幅度提高。单位氧流量注入能量在150~400 J/mmol时，单重态氧产率比较高；电效率较高的区域对应的单位氧流量注入能量在150 J/mmol左右。

单重态氧发生器(SOG)是氧碘化学激光器(COIL)的重要部件。介绍了单重态氧发生器发展过程中的4种类型以及最新进展,并比较各种发生器的优缺点,提出新设计的氧发生器需要考虑的问题。

将气液两相耦合模型应用于射流式单重态氧发生器,通过数值模拟和实验的比较验证了该模型的可行性.分析了发生器工作参数对其动力学过程的影响,发现在保持其它参数不变的情况下,氯气和BHP溶液的相对浓度决定了发生器动力学过程的类型.给出了利用氯气吸收速率变化曲线判定发生器动力学过程类型的方法.在原有模型基础上考虑了热效应及其对模型参数的影响,计算了水蒸气的含量.模型改进后,模拟结果更接近于实验值.

在一台为化学氧碘激光器而研制的小型射流式单重态氧发生器上建立了一套氯气利用率测量系统;从实验和理论两方面详细研究了光源线宽、气流温度、水气含量、气流组分对紫外吸光光度法测量氯气利用率的影响;测量结果和误差分析表明,在良好设计的实验中,氯气利用率的相对测量误差约为2%,主要来源于光电倍增管(PMT)的噪音.最后,提出了减少测量误差和扩大氯气利用率测量量程的方法.我们的工作将有助于更加准确地和精确地测量化学氧碘激光系统中的单重态氧发生器的氯气利用率.

射流式单重态氧发生器(JSOG)是化学氧碘激光器十分重要的能源部分,它主要是通过解气相、液相扩散方程来求解发生器出口的氯的利用率和单重态氧的产率.在实际工作中的射流发生器非常复杂,其扩散方程和边界条件为非线性,非齐次边界条件,非齐次泛定方程组,求解难度较大.通过边界条件,采用试探解的方法,解得氯、总氧、单重态氧的气相、液相扩散方程,得到了氯的利用率,及单重态氧产率的解析解,与实验结果基本相符.

单重态氧发生器是氧碘化学激光器的核心部件,O2(1Δ)和水汽的粒子数密度(绝对浓度)是单重态氧发生器的两个重要参量,其中O2(1Δ)是氧碘化学激光器的能源,而水汽对氧碘化学激光器的发光介质―I*有强烈的淬灭作用。如何简单准确地测量这两个参量,一直是氧碘化学激光器研究中的一个难题。利用体光源模拟标定法,得到了O2(1Δ)和水汽的绝对浓度,并且成功地用一套实验装置对射流式单重态氧发生器的上述两个参量进行了实时测量,得到了两个参量的变化曲线,同时还提供了O2(1Δ)的产率以及水汽体积浓度等参量的变化曲线,通过大量实验结果,给出了各参量的变化规律,为射流式单重态氧发生器研究提供了有力的参考依据。