提出了以NCl3分解燃烧产生Cl原子随后与含碘化合物发生作用获得碘原子的技术方法。建立了NCl3/I2燃烧体系的化学反应动力学模型, 利用开发的Matlab程序进行了一维数值模拟计算。计算结果表明, I2与NCl3的流量配比对碘原子粒子数密度和产率的影响较大, 且存在一个最佳范围, 该最佳范围随着总压力的增大而逐渐变小。最优化的碘原子产率随着压力的增大一直在减小, 说明较高的压力会损害碘原子的产生效率, 因而该方法比较适合直接加入到主气流中进行反应以产生碘原子。当初始压力P0=666.61 Pa时I2与NCl3的初始配比的最佳值为0.62, 此时碘原子相对于NCl3的产率为117%, 相对于I2的产率为189%。计算结果说明基于NCl3/I2体系发生碘原子是一种比较有效的产生碘原子的途径。

在传统的氧碘化学激光器(COIL)中,一般是直接向单重态氧气流中加入碘分子,通过消耗单重态氧的能量来解离碘分子获得基态碘原子,这种加碘方式在COIL发展中存在着较大的局限性,限制了其小信号增益、输出功率以及化学效率。相反,直接加入碘原子的技术不但可以避免这些缺点,还可以拓宽COIL的应用领域范围,因此碘原子发生技术成为近年来国际上气流化学激光领域的研究热点之一。介绍了放电解离产生碘原子的研究进展和化学法碘原子发生的研究历程以及最新进展,归纳整理了化学法碘原子发生器研究中的关键技术和问题,预测了未来的发展趋势,指出了发展过程中需要解决的问题。

模拟N₂-氧碘化学激光器(COIL)混合气体对O₂-N₂-CH₃I混合气体进行了脉冲放电实验研究，对混合气体的放电波形、注入能量及放电均匀性进行了探索，得到一些实验结果和实验规律。

为了开展大能量脉冲碘原子激光技术研究，采用氙灯抽运方法研制了一台电光激励光解碘激光器系统，并进行了相关的实验研究，获得了近700mJ的单脉冲激光能量。介绍了该激光器的原理和技术路线，对实验结果进行了比较分析。实验结果表明，这类激光器具有结构简单、输出能量高等特点，适用于工业加工、诊断技术等领域的应用。

建立了激光在工作时的动态模型,即假设在单位时间内,激光介质的粒子数全部被泵浦到上能级.引入激光介质重复泵浦次数的概念,根据能量守恒原理,通过分析氧碘化学激光器(COIL)的传能机理,计算了沿气流方向变化的碘原子上能级的弛豫时间及沿气流方向变化的碰撞传能时间,并且计算了碘原子在出光区内被单重态氧反复泵浦的次数及相应的残余单重态氧数目,从而计算出碘原子在出光区的反复泵浦次数,修正了原计算COIL输出功率的公式.理论计算与实验结果均表明:当碘流量过低时,增益小于损耗,激光器不能起振;当增大碘流量时,激光输出功率也逐步增大,反复泵浦次数逐渐减少;当碘流量继续增大时,激光输出功率达到最大,且在一定碘流量变化范围内基本保持稳定;但随着碘流量的进一步增大,激光输出功率却逐步下降.

在气体流动管中对三氯化氮气体喷射自发分解的现象进行了初步实验研究.在一根长80 cm,直径4 cm的圆柱形石英玻璃管中,用喷嘴向气体流动管内喷射NCl3/He混合气体,观察到了NCl3喷射分解时的红色火焰.测量了火焰光谱并进行了归属,认为该光谱是Cl2(B→X)辐射跃迁.NCl3的喷射自发分解本质上是激波诱导发生的,即分子的动能转化为分子内能而引起的,生成的Cl原子及NCl2自由基与NCl3分子反应,从而得到持续燃烧火焰.实验结果表明了NCl3自发分解反应可代替放电或燃烧作为Cl原子的来源.

分析了化学法生成碘原子应用于COIL的优缺点,根据化学法生成碘原子的反应体系和氧碘化学激光器的反应机理建立了一维气体流动预混理论模型,从理论上研究了ClO2与NO反应生成Cl原子的产率随反应器压力的变化,加入HI的位置对生成I原子的影响,化学法生成碘原子代替碘分子注入到COIL中的小信号增益沿气流方向的变化,并与加入碘分子时进行了对比.

用可调谐的染料激光(4600～5000(?)),共振(3+2)和(4+1)多光子电离探测了I(5p~2P_(3/2)~0)和1~#(5p~2P_(1/2)~0).碘原子是由碘分子(I_2)经激光解离而产生的.在上述激光波段中共观察到12个原子跃迁,其中,(4+1)多光子电离跃迁是首次观察到的.