对以D2为燃料、NF3为氧化剂的纯化学燃烧驱动的HBr化学激光进行了研究。抽运反应为H+Br2 → HBr(v≤6,J)+Br，氢原子由F+H2→HF+H反应提供，氟原子则由D2/NF3混合气体燃烧热解生成，激光提取所需的低温低压和快速流动条件由超音速流动系统完成。对由全反反射镜和部分反射(98%)输出镜组成的稳定腔进行了能量提取，获得了P2(4)、P2(5)、P3(5)和P3(6)的稳定激光输出，最大激光输出功率为14.3 W。

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。

设计并搭建了化学激光器1/4环柱型增益发生器的实验系统。按设计流量进行了出光实验，功率计探测到的出光功率在60 W左右。测量了燃烧室温度及压力，与Alpha激光器HL911-3实验数据类似，燃烧室温度及压力曲线都存在一个爬升阶段。环柱型增益发生器沿角向扩张的特点使得光腔区压力很低，仅为0.5 kPa左右。为验证环柱状增益区的有效形成，对3对取光孔分别进行了出光实验，结果表明每对取光孔都有功率输出，证明设计的增益发生器运行正常。

利用波长可调制的1315 nm二极管激光增益测试系统,对基于HN3反应的D2-NF3-DCl燃烧驱动全气相碘激光进行了小信号增益测试,获得了3×10-5 cm-1的小信号增益,并获得了沿流动方向的小信号增益分布情况。正增益的获得,标志着D2-NF3-DCl燃烧驱动全气相碘激光取得了实质性的进展,但就目前的增益水平来讲,进行出光演示尚有一定的困难,需要针对小信号增益进行全面的参数优化,以获得尽可能大的增益信号,而HN3的大流量供给和超音速混合流场的优化是全气相碘激光获得较大增益的关键因素。

为了增强对燃烧驱动连续波DF化学激光器的理解,特别是为了提高对燃烧室中F原子产生环境和光腔内激射环境的认识,进行了一系列DF激光器无稀释剂条件下的出光实验。结果显示,无主稀释剂条件下,DF激光器同样可以达到较高的功率水平和质量流比功率,无副稀释剂条件下,输出功率和比功率将损失一半左右。根据实验数据,定性地分析了主、副稀释剂对激光器运转的影响。 DF化学激光器能够在无稀释剂条件下出光,为简化激光器设计提供了依据。

将喷管一维守恒气动力学方程与分子的振荡弛豫方程联立,计算了燃烧驱动气动CO2激光器激光介质的小信号增益沿流场方向的变化,小信号增益分别随燃烧室温度、压强及不同组分配比变化.计算结果表明,气动CO2激光器介质增益区较长且变化缓慢;较高的燃烧室温度、压强和CO2分子含量以及较低H2O含量是产生较高增益的必要条件.

用喷管准一维定常非平衡流场方程耦合三振型三温度模型建立的振动弛豫方程,对固体推进剂燃烧驱动的CO2气动激光器的小信号增益进行了计算,计算结果同实验测量结果进行了对比,分析了影响其性能的各种因素.

介绍了固体推进剂燃烧驱动CO2气动激光小信号增益测量的原理、方法及实验系统,重点说明小信号增益测量光路设计、热敏电阻红外探测器工作原理、增益输出信号滤波和放大电路设计及数据采集系统的硬件配置和软件编制原则,给出典型实验测量结果.实验证明,采用放大法可较为准确的测量固体推进剂燃烧驱动CO2气动激光小信号增益.