KR100429578B1 - Deuterium fluoride chemical laser - Google Patents

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KR100429578B1
KR100429578B1 KR10-2002-0017141A KR20020017141A KR100429578B1 KR 100429578 B1 KR100429578 B1 KR 100429578B1 KR 20020017141 A KR20020017141 A KR 20020017141A KR 100429578 B1 KR100429578 B1 KR 100429578B1
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김재기
이정환
박병서
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국방과학연구소
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/095Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using chemical or thermal pumping

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, 중수소 분사구를 구비하고 상기 1방향 팽창 노즐의 팽창 방향을 따라 그 1방향 팽창 노즐의 출구부에 장착된 중수소 분사봉과, 상기 레이저 광 발생기의 일측에 설치되어 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광을 발생시키는 광학 공진기를 포함하는 불화중수소 화학레이저에 있어서, 상기 1방향 팽창 노즐의 출구부는 토출 방향에 수직인 평면인 것을 특징으로 하는 불화중수소 화학레이저를 제공함으로써, 레이저 광 발생기의 발진영역에서 유동의 압력 상승 및 온도 상승을 방지함과 동시에, 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 that is generated and flows into the oscillation region of the laser light generator, and a deuterium injection port, and along the expansion direction of the one-way expansion nozzle, A deuterium fluoride chemical laser comprising a deuterium jetting rod mounted at an outlet and an optical resonator installed at one side of the laser light generator to generate laser light from an active medium of deuterium fluoride, wherein the outlet of the one-way expansion nozzle is discharged. Provides a deuterium fluoride chemical laser, characterized in that the plane perpendicular to the direction As, and at the same time prevent the pressure rise and temperature rise of the fluid in the oscillating region of the laser light generator, and to ensure the ease of production.

Description

불화중수소 화학레이저{DEUTERIUM FLUORIDE CHEMICAL LASER}Deuterium fluoride chemical laser

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 노즐 및 중수소 분사봉의 사시도이다.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 perspective view of a one-way expansion nozzle and a deuterium jet rod.

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, 중수소 분사구(14)를 구비하고 1방향 팽창 노즐(2)의 팽창 방향을 따라 그 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부(21)에 장착된 중수소 분사봉(3)과, 레이저 광 발생기(20)의 일측에 설치되어 상기 불소와 중수소의 화합물인 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광을 발생시키는 광학 공진기(7)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 outlet 21 of the one-way expansion nozzle 2 along the expansion direction of the one-way expansion nozzle 2 and having a one-way expansion nozzle 2 and a deuterium injection port 14 formed to increase the traveling speed of the And an optical resonator 7 mounted on one side of the laser light generator 20 to generate laser light from an active medium of deuterium fluoride which is a compound of fluorine and deuterium. do.

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 초음속 팽창부(supersonic expasion part)로 구성되고, Y방향에 해당하는 1방향 팽창만을얻을 수 있도록, 복수개의 얇은 구조의 노즐(2)을 겹쳐서 배열한 층상구조를 취하고 있다. 이와 같은 구조를 취하는 이유는 노즐의 특성길이(characteristic length)를 작게 하여 레이저 발생효율을 증가시키기 위한 것이다. 또한, 각 노즐(2)의 측면을 관통하여 이를 냉각하기 위한 냉각관(13)이 형성된다.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 a supersonic expasion part which is an exit part, and takes the layered structure which overlapped and arranged the some thin nozzle 2 so that only one direction expansion corresponding to a Y 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. In addition, a cooling tube 13 is formed to penetrate the side surface of each nozzle 2 and to cool it.

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. .

1방향 팽창 노즐(2)의 출구부(21)는 곡면형 구조를 취하고 있으며, 그 출구부(21)에 장착된 중수소 분사봉(3)도 곡선형으로 되어 있다. 노즐(2)의 출구부(21)에서의 압력분포를 살펴보면 주유동방향의 노즐 중심선에 대해 방사형으로 형성되는 것을 알 수 있는 바, 상기와 같은 곡선형 구조를 취하는 것은 동일한 압력을 나타내는 영역에 중수소를 분사하기 위한 것이다.The outlet portion 21 of the one-way expansion nozzle 2 has a curved structure, and the deuterium injection rod 3 attached to the outlet portion 21 is also curved. Looking at the pressure distribution at the outlet portion 21 of the nozzle 2, it can be seen that it is formed radially with respect to the nozzle center line in the main flow direction. Taking the curved structure as described above deuterium in the region showing the same pressure It is for spraying.

중수소 분사봉(3)에 형성된 중수소 분사구(14)은 엇갈림 배열(staggered array) 구조를 취하고 있는데, 이는 단원자 불소와 중수소의 화학반응면(chemicalreaction surface)의 면적을 극대화하기 위함이다. 또한, 중수소 분사구(14)과 노즐의 중심선 방향 X가 이루는 분사각도는 30°를 이루고 있는 바, 이는 1차 유동에 굴곡(trip)이 발생되도록 하기 위함이다.The deuterium injection hole 14 formed in the deuterium injection rod 3 has a staggered array structure, in order to maximize the area of the chemical reaction surface of monoatomic fluorine and deuterium. In addition, the injection angle between the deuterium injection port 14 and the center line direction X of the nozzle is 30 °, which is to cause a trip in the primary flow.

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(10) 및 초음속 팽창부(11)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 Y방향으로 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 section 10 and the supersonic expansion section 11, thereby generating a laser light generator. It is supplied to the oscillation area of 20. The monoatomic fluorine flow through the one-way expansion nozzle 2 expands in the Y direction, decreasing the pressure and temperature.

한편, 중수소 공급관(15)을 통해 중수소 분사봉(3)에 공급된 중수소는 중수소 분사구(14)를 통해 단원자 불소의 유동 중에 분사된다.On the other hand, the deuterium supplied to the deuterium injection rods 3 through the deuterium supply pipe 15 is injected in the flow of monoatomic fluorine through the deuterium injection port 14.

이와 같이, 레이저 광 발생기(20)의 발진영역에 유입된 단원자 불소와 중수소는 상기 화학반응식에서 나타난 바와 같은 화학반응에 의해 불화중수소를 형성하고, 광학 공진기(7)는 이러한 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광(8)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 chemical reaction formula, and the optical resonator 7 forms an active medium of such deuterium fluoride. Laser light 8 is generated.

그런데, 상기와 같은 구조를 취하는 종래의 불화중수소 화학레이저에 있어서는, 1방향 팽창 노즐의 출구부 및 그에 장착되는 중수소 분사봉이 곡선형 구조를 취하므로, 노즐 출구부의 중앙 부분이 타 부분에 비해 발진영역으로 돌출되기 때문에, 그 부분의 노즐 벽면의 경계층의 크기가 더욱 증가하게 되어, 동일한 압력 분포 영역에 중수소를 분사한다는 장점에도 불구하고, 유동의 압력 상승 및 온도 상승을 야기한다는 점에서 문제점으로 지적되어 왔다.By the way, in the conventional deuterium fluoride chemical laser having the above structure, since the outlet portion of the one-way expansion nozzle and the deuterium spray rod mounted thereon have a curved structure, the center portion of the nozzle outlet portion is an oscillation region compared with the other portion. Protrudes to the point, the size of the boundary layer of the nozzle wall of the portion is further increased, and despite the advantage of injecting deuterium in the same pressure distribution region, it is pointed out as a problem in that it causes a rise in pressure and temperature rise of the flow come.

또한, 이와 같은 곡선형 구조의 중수소 분사봉에 소정의 분사각도를 정확히 유지하면서 중수소 분사구를 가공함에는 곤란이 따르므로, 많은 시간과 비용이 소요된다는 측면에서도 문제점으로 지적되어 왔다.In addition, it has been pointed out as a problem in that it takes a lot of time and money because it is difficult to process the deuterium injection hole while maintaining a predetermined injection angle in the deuterium injection rod of the curved structure.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 레이저 광 발생기의 발진영역에서 유동의 압력 상승 및 온도 상승을 방지할 수 있고, 제작의 용이성을 확보할 수 있도록 하는, 보다 진일보된 구조의 불화중수소 화학레이저를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention solves the above problems, prevents the pressure rise and the temperature rise of the flow in the oscillation region of the laser light generator, and to ensure the ease of fabrication, more advanced deuterium fluoride chemical laser To provide 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 노즐 및 중수소 분사봉의 사시도3 is a perspective view of the one-way expansion nozzle and the deuterium jet rod

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시례의 구조를 도시한 것으로서,4 and 5 show the structure of an embodiment of the present invention,

도 4는 노즐의 부분사시도 및 중수소 분사봉의 종단면도4 is a partial perspective view of the nozzle and a longitudinal cross-sectional view of the deuterium jet rod;

도 5는 노즐의 횡단면도 및 종단면도5 is a cross sectional view and a longitudinal sectional view of the nozzle;

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

1 : 단원자 불소 발생기 2 : 1방향 팽창 노즐1: monoatomic fluorine generator 2: one-way expansion nozzle

10 : 아음속 압축부 11 : 초음속 팽창부10: subsonic compression unit 11: supersonic expansion unit

14 : 중수소 분사구 30 : 중수소 분사봉14: deuterium injection port 30: deuterium injection rod

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, 중수소 분사구를 구비하고 상기 1방향 팽창 노즐의 팽창 방향을 따라 그 1방향 팽창 노즐의 출구부에 장착된 중수소 분사봉과, 상기 레이저 광 발생기의 일측에 설치되어 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광을 발생시키는 광학 공진기를 포함하는 불화중수소 화학레이저에 있어서, 상기 1방향 팽창 노즐의 출구부는 토출 방향에 수직인 평면인 것을 특징으로 하는 불화중수소 화학레이저를 제공한다.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. And a one-way expansion nozzle formed to increase the traveling speed of the monoatomic fluorine generated in the monoatomic fluorine generator and introduced into the oscillation region of the laser light generator, and a deuterium injection port. A deuterium fluoride chemical laser comprising a deuterium jet rod mounted to an outlet of the one-way expansion nozzle along an expansion direction, and an optical resonator installed at one side of the laser light generator to generate laser light from an active medium of deuterium fluoride. The outlet of the one-way expansion nozzle is a plane perpendicular to the discharge direction It provides a deuterium fluoride chemical laser that.

또한, 상기 중수소 분사봉은 직선형인 구조를 취하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the deuterium jet rod has a straight structure.

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 4 및 도 5는 본 발명의 실시례의 구조를 도시한 것으로서, 도 4는 노즐의 부분사시도 및 중수소 분사봉의 종단면도, 도 5는 노즐의 횡단면도 및 종단면도이다.4 and 5 show the structure of an embodiment of the present invention, Figure 4 is a partial perspective view of the nozzle and the longitudinal cross-sectional view of the deuterium jet rod, Figure 5 is a cross-sectional view and a longitudinal cross-sectional view of the nozzle.

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, 중수소 분사구(14)를 구비하고 1방향 팽창 노즐(2)의 팽창 방향을 따라 그 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부(21)에 장착된 중수소 분사봉(3)과, 레이저 광 발생기(20)의 일측에 설치되어 상기 불소와 중수소의 화합물인 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광을 발생시키는 광학 공진기(7)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. An outlet of the one-way expansion nozzle 2 along the expansion direction of the one-way expansion nozzle 2 and having a one-way expansion nozzle 2 and a deuterium injection port 14 formed to increase the traveling speed of the magnetic fluorine; A deuterium injection rod 3 mounted to the 21 and an optical resonator 7 installed at one side of the laser light generator 20 to generate laser light from an active medium of deuterium fluoride which is a compound of fluorine and deuterium. Is the same as the conventional structure. It can be said.

그러나, 본 발명은 상기 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부(22)가 토출 방향에 대해 수직인 평면구조를 취한다는 점에서 곡면구조를 취하는 종래의 구조와 차이가 있는 것이다.However, the present invention is different from the conventional structure having a curved structure in that the outlet portion 22 of the one-way expansion nozzle 2 has a planar structure perpendicular to the discharge direction.

즉, 본 발명에 의한 불화중수소 화학레이저는 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부(22)가 평면구조를 취하므로, 종래의 구조와 달리 노즐 출구부의 중앙 부분이 타 부분에 비해 발진영역으로 돌출되지 않게 되어, 유동의 압력 상승 및 온도상승을 방지할 수 있도록 한다.That is, in the deuterium fluoride chemical laser according to the present invention, since the outlet portion 22 of the one-way expansion nozzle 2 has a planar structure, unlike the conventional structure, the center portion of the nozzle outlet portion protrudes into the oscillation region as compared to the other portion. To prevent pressure rise and temperature rise of the flow.

또한, 본 발명의 경우, 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부(22)에 장착되는 중수소 분사봉(30)의 구조를 직선형으로 할 수 있으므로, 중수소 분사봉(30)에 소정의 분사각도를 유지하면서도 중수소 분사구(14)를 용이하게 가공할 수 있어, 전체적으로 제작의 용이성을 확보할 수 있다.In addition, in the case of the present invention, since the structure of the deuterium injection rods 30 mounted on the outlet 22 of the one-way expansion nozzle 2 can be made straight, a predetermined injection angle is applied to the deuterium injection rods 30. While maintaining the deuterium injection port 14 can be easily processed, the overall ease of production can be secured.

다만, 1방향 팽창 노즐(2)의 출구부(21)를 곡면형 구조로 하고, 그 출구부(21)에 장착된 중수소 분사봉(3)도 곡선형 구조로 한 종래의 구조에 비해, 동일한 압력을 나타내는 영역에 중수소를 분사하지 못한다는 단점이 있을 수 있다.However, compared to the conventional structure in which the outlet portion 21 of the one-way expansion nozzle 2 has a curved structure, and the deuterium jet rod 3 mounted on the outlet portion 21 also has a curved structure, There may be a drawback of not being able to inject deuterium in the region of pressure.

그러나, 종래의 구조에 의한 화학레이저와 본 발명에 의한 화학레이저의 전체유량당 레이저 출력의 크기를 비교한 실험결과, 종래 구조의 경우 79J/g의 특성값을 얻을 수 있었음에 비해, 본 발명의 경우 82J/g의 특성값을 얻을 수 있었다.However, as a result of comparing the size of the laser power per total flow rate of the conventional laser and the chemical laser according to the present invention, the characteristic value of 79 J / g was obtained in the conventional structure. In this case, a characteristic value of 82 J / g was obtained.

이는 본 발명이 종래의 구조에 비해 제작의 용이성을 확보하도록 하면서도, 오히려 근소한 차이나마 우수한 성능을 나타냄을 입증하는 것이다.This is to demonstrate that the present invention, while ensuring the ease of manufacture compared to the conventional structure, but rather slightly superior performance.

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(10) 및 초음속 팽창부(11)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 Y방향으로 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 section 10 and the supersonic expansion section 11, thereby generating a laser light generator. It is supplied to the oscillation area of 20. The monoatomic fluorine flow through the one-way expansion nozzle 2 expands in the Y direction, decreasing the pressure and temperature.

한편, 중수소 공급관(15)을 통해 중수소 분사봉(30)에 공급된 중수소는 중수소 분사구(14)를 통해 단원자 불소의 유동 중에 분사된다.On the other hand, deuterium supplied to the deuterium injection rod 30 through the deuterium supply pipe 15 is injected in the flow of monoatomic fluorine through the deuterium injection port (14).

이와 같이, 레이저 광 발생기(20)의 발진영역에 유입된 단원자 불소와 중수소는 상기 화학반응식에서 나타난 바와 같은 화학반응에 의해 불화중수소를 형성하고, 광학 공진기(7)는 이러한 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광(8)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 chemical reaction formula, and the optical resonator 7 forms an active medium of such deuterium fluoride. Laser light 8 is generated.

본 발명은 레이저 광 발생기의 발진영역에서 유동의 압력 상승 및 온도 상승을 방지할 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 prevent the pressure rise and temperature rise of the flow in the oscillation region of the laser light generator, and to ensure the ease of fabrication.

Claims (2)

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, 중수소 분사구를 구비하고 상기 1방향 팽창 노즐의 팽창 방향을 따라 그 1방향 팽창 노즐의 출구부에 장착된 중수소 분사봉과, 상기 레이저 광 발생기의 일측에 설치되어 불화중수소의 활성 매질로부터 레이저 광을 발생시키는 광학 공진기를 포함하는 불화중수소 화학레이저에 있어서,A monoatomic fluorine generator having a fluorine oxidant supply port and a fuel supply port, a laser light generator having a deuterium supply port and 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 flowing into the oscillation region of the laser light generator, and a deuterium injection port and along the expansion direction of the one-way expansion nozzle; A deuterium fluoride chemical laser comprising an attached deuterium jet rod and an optical resonator installed at one side of the laser light generator to generate laser light from an active medium of deuterium fluoride. 상기 1방향 팽창 노즐의 출구부는 토출 방향에 수직인 평면인 것을 특징으로 하는 불화중수소 화학레이저.Deuterium fluoride chemical laser, characterized in that the outlet portion of the one-way expansion nozzle is a plane perpendicular to the discharge direction. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중수소 분사봉은 직선형인 것을 특징으로 하는 불화중수소 화학레이저.The deuterium fluoride chemical laser beam is characterized in that the straight.
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