Chemical laser
रासायनिक लेजर एक लेजर है जो रासायनिक प्रतिक्रिया से अपनी ऊर्जा प्राप्त करता है। रासायनिक लेजर मेगावाट स्तर तक पहुँचने वाली शक्ति के साथ निरंतर तरंग उत्पादन तक पहुँच सकते हैं। इनका उपयोग उद्योग में कटाई और खुदाई के लिए किया जाता है। रासायनिक लेजर के सामान्य उदाहरण रासायनिक ऑक्सीजन आयोडीन लेजर (सी. ओ. आई. एल.), सभी गैस-चरण आयोडीन लेजर (ए. जी. आई. एल.), और हाइड्रोजन फ्लोराइड (एच. एफ.) और ड्यूटेरियम फ्लोराइड (डी. एफ.) लेजर हैं, जो सभी मध्य-अवरक्त क्षेत्र में काम करते हैं। एक डी. एफ.-सी. ओ. 2. लेजर (ड्यूटेरियम फ्लोराइड-कार्बन डाइऑक्साइड) भी है, जो सी. ओ. आई. एल. की तरह एक "स्थानांतरण लेजर" है। एच. एफ. और डी. एफ. लेजर असामान्य हैं, क्योंकि लेसिंग के लिए आवश्यक सीमा को पार करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा के साथ कई आणविक ऊर्जा संक्रमण हैं। चूँकि अणु ऊर्जा को फिर से वितरित करने के लिए पर्याप्त रूप से टकराते नहीं हैं, इनमें से कई लेजर मोड या तो एक साथ, या बेहद तेजी से अनुक्रम में काम करते हैं, ताकि एक एचएफ या डीएफ लेजर कई तरंग दैर्ध्य पर एक साथ काम करता दिखाई दे जब तक कि एक तरंग दैर्ध्य चयन उपकरण अनुनादक में शामिल नहीं किया जाता है। सी. डब्ल्यू. रासायनिक एच. एफ./डी. एफ. लेजर की उत्पत्ति एक रासायनिक प्रतिक्रिया के कंपनशील रूप से उत्तेजित उत्पादों के आधार पर अवरक्त लेजर के निर्माण की संभावना पहली बार 1961 में जॉन पोलानी द्वारा प्रस्तावित की गई थी। 1965 में जेरोम वी. वी. कैस्पर और जॉर्ज सी. पिमेंटेल द्वारा एक स्पंदित रासायनिक लेजर का प्रदर्शन किया गया था। सबसे पहले, क्लोरीन (सी. एल. 2) को परमाणुओं में जोरदार रूप से फोटो-विच्छेदित किया गया था, जो फिर हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे लेजर के लिए उपयुक्त उत्तेजित अवस्था में हाइड्रोजन क्लोराइड (एच. सी. एल.) प्राप्त होता है। फिर हाइड्रोजन फ्लोराइड (एच. एफ.) और ड्यूटेरियम फ्लोराइड (डी. एफ.) का प्रदर्शन किया गया। पिमेंटेल ने डी. एफ.-सी. ओ. 2 स्थानांतरण लेजर का पता लगाया। हालाँकि इस काम ने विशुद्ध रूप से रासायनिक निरंतर तरंग लेजर का उत्पादन नहीं किया, लेकिन इसने रासायनिक लेजर के लिए एक पंपिंग तंत्र के रूप में रासायनिक प्रतिक्रिया की व्यवहार्यता को दिखाकर मार्ग प्रशस्त किया। निरंतर तरंग (सी. डब्ल्यू.) रासायनिक एच. एफ. लेजर का पहली बार 1969 में प्रदर्शन किया गया था, और 1972 में डी. जे. स्पेंसर, टी. ए. जैकब्स, एच. मिरेल्स और आर. डब्ल्यू. एफ. ग्रॉस द्वारा एल सेगुंडो, कैलिफोर्निया में एयरोस्पेस कॉर्पोरेशन में पेटेंट कराया गया था। इस उपकरण ने एच2 और एफ की आसन्न धाराओं के मिश्रण का उपयोग किया, एक ऑप्टिकल गुहा के भीतर, कंपन-उत्तेजित एचएफ बनाने के लिए जो लेस्ड था। परमाणु फ्लोरीन को डी. सी. विद्युत निर्वहन का उपयोग करके एस. एफ. 6 गैस के पृथक्करण द्वारा प्रदान किया गया था। बाद में अमेरिकी सेना, अमेरिकी वायु सेना और अमेरिकी नौसेना ठेकेदार संगठनों (जैसे। टीआरडब्ल्यू) ने परमाणु फ्लोरीन प्रदान करने के लिए एक रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग किया, एक अवधारणा जो स्पेंसर एट अल के पेटेंट प्रकटीकरण में शामिल थी। बाद के विन्यास ने विद्युत शक्ति की आवश्यकता को कम कर दिया और सैन्य अनुप्रयोगों के लिए उच्च-शक्ति वाले लेजर के विकास को बढ़ावा दिया। एच. एफ. लेजर प्रदर्शन का विश्लेषण निकटवर्ती सुपरसोनिक धाराओं के तरल गतिशील मिश्रण, कई गैर-संतुलन रासायनिक प्रतिक्रियाओं और ऑप्टिकल गुहा के साथ लाभ माध्यम की बातचीत पर एक साथ विचार करने की आवश्यकता के कारण जटिल है। एयरोस्पेस कॉर्पोरेशन के शोधकर्ताओं ने पहला सटीक विश्लेषणात्मक (फ्लेम शीट) समाधान विकसित किया, पहला संख्यात्मक कंप्यूटर कोड समाधान और सी. डब्ल्यू. एच. एफ. रासायनिक लेजर प्रदर्शन का वर्णन करने वाला पहला सरलीकृत मॉडल। रासायनिक लेजर ने अनुनाद विश्लेषण के लिए तरंग-प्रकाशिकी गणनाओं के उपयोग को प्रोत्साहित किया। इस काम का नेतृत्व ई. ए. सिक्लास (प्रैट एंड व्हिटनी) और ए. ई. सिगमैन (स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय) ने किया था। उनके काम का भाग I हर्माइट-गौसियन विस्तार से संबंधित है और भाग II की तुलना में बहुत कम उपयोग प्राप्त हुआ है, जो फास्ट फूरियर परिवर्तन विधि से संबंधित है, जो अब यूनाइटेड टेक्नोलॉजीज कॉर्पोरेशन, लॉकहीड मार्टिन, एसएआईसी, बोइंग, टीओएससी, एमजेडए (वेव ट्रेन) और ओपीसीआई में एक मानक उपकरण है। इनमें से अधिकांश कंपनियों ने 1970 और 1980 के दशक में डी. ए. आर. पी. ए., अमेरिकी वायु सेना, अमेरिकी सेना या अमेरिकी नौसेना के लिए एच. एफ. और डी. एफ. लेजर बनाने के अनुबंध के लिए प्रतिस्पर्धा की। जनरल इलेक्ट्रिक और प्रैट एंड व्हिटनी 1980 के दशक की शुरुआत में प्रतियोगिता से बाहर हो गए और रॉकेटडाइन (अब प्रैट एंड व्हिटनी का हिस्सा-हालांकि लेजर संगठन आज भी बोइंग के साथ है) और टीआरडब्ल्यू (अब नॉर्थ्रॉप ग्रुमैन का हिस्सा) के लिए मैदान छोड़ दिया। व्यापक रासायनिक लेजर मॉडल एस. ए. आई. सी. में आर. सी. वेड द्वारा, टी. आर. डब्ल्यू. में सी. सी. शिह द्वारा, डी. बुलक और एम. ई. लेनहार्ट द्वारा और रॉकेटडाइन में डी. ए. होम्स और टी. आर. वेट द्वारा विकसित किए गए थे। इनमें से, शायद सबसे परिष्कृत टीआरडब्ल्यू में सी. आर. ओ. क्यू. कोड था, जो एयरोस्पेस कॉर्पोरेशन में शुरुआती काम को पीछे छोड़ता था। प्रदर्शन रासायनिक दर अध्ययनों के साथ प्रारंभिक विश्लेषणात्मक मॉडल ने यूनाइटेड एयरक्राफ्ट और द एयरोस्पेस कॉर्पोरेशन में कुशल प्रयोगात्मक सी. डब्ल्यू. एच. एफ. लेजर उपकरणों के डिजाइन का नेतृत्व किया। 10 किलोवाट तक बिजली का स्तर हासिल किया गया। डी. एफ. लेसिंग को एच2 के लिए डी2 के प्रतिस्थापन द्वारा प्राप्त किया गया था। यूनाइटेड एयरक्राफ्ट रिसर्च लेबोरेटरीज के एक समूह ने एक पुनः परिसंचारी रासायनिक लेजर का उत्पादन किया, जो रासायनिक अभिकारकों की निरंतर खपत पर निर्भर नहीं था। कैलिफोर्निया के रेडोंडो बीच में टीआरडब्ल्यू सिस्टम समूह को बाद में उच्च शक्ति वाले सीडब्ल्यू एचएफ/डीएफ लेजर बनाने के लिए अमेरिकी वायु सेना के अनुबंध प्राप्त हुए। एयरोस्पेस कॉर्पोरेशन डिजाइन के एक स्केल-अप संस्करण का उपयोग करते हुए, टीआरडब्ल्यू ने 100 किलोवाट बिजली के स्तर को हासिल किया। जनरल इलेक्ट्रिक, प्रैट एंड व्हिटनी और रॉकेटडाइन ने और भी बड़े लेजर बनाने के लिए डीओडी अनुबंध प्राप्त करने की प्रत्याशा में कंपनी के धन पर विभिन्न रासायनिक लेजर का निर्माण किया। केवल रॉकेटडाइन को टीआरडब्ल्यू के साथ प्रतिस्पर्धा जारी रखने के लिए पर्याप्त मूल्य के अनुबंध प्राप्त हुए। टीआरडब्ल्यू ने अमेरिकी नौसेना के लिए एमआईआरएसीएल उपकरण का उत्पादन किया जिसने मेगावाट बिजली के स्तर को हासिल किया। उत्तरार्द्ध को किसी भी प्रकार का उच्चतम शक्ति निरंतर लेजर माना जाता है, जिसे आज तक (2007) विकसित किया गया है। टी. आर. डब्ल्यू. ने डी. ए. आर. पी. ए. जेनिथ स्टार के लिए एक बेलनाकार रासायनिक लेजर (अल्फा लेजर) का भी उत्पादन किया, जिसमें और भी बड़ी शक्तियों के लिए मापनीय होने का सैद्धांतिक लाभ था। हालांकि, 1990 तक, रासायनिक लेजर में रुचि कम तरंग दैर्ध्य की ओर स्थानांतरित हो गई थी, और रासायनिक ऑक्सीजन आयोडीन लेजर (COIL) ने सबसे अधिक रुचि प्राप्त की, जिससे 1.315 μm पर विकिरण का उत्पादन हुआ। एक और लाभ यह है कि सी. ओ. आई. एल. लेजर आम तौर पर एकल तरंग दैर्ध्य विकिरण का उत्पादन करता है, जो एक बहुत अच्छी तरह से केंद्रित बीम बनाने के लिए बहुत मददगार है। इस प्रकार के कॉइल लेजर का उपयोग आज एबीएल (एयरबोर्न लेजर, लेजर स्वयं नॉर्थ्रॉप ग्रुमैन द्वारा बनाया जा रहा है) और बोइंग द्वारा निर्मित एटीएल (एडवांस्ड टैक्टिकल लेजर) में किया जाता है। इस बीच, अमेरिकी सेना एसएमडीसी के सहयोग से इजरायल के रक्षा मंत्रालय के लिए 1990 के दशक के अंत में बनाए गए टीएचईएल (टैक्टिकल हाई एनर्जी लेजर) के लिए एक कम शक्ति वाले एचएफ लेजर का उपयोग किया गया था। यह रॉकेट और तोपखाने के खिलाफ काफी यथार्थवादी परीक्षणों में प्रभावशीलता प्रदर्शित करने वाला पहला फील्ड उच्च ऊर्जा लेजर है। एम. आई. आर. ए. सी. एल. लेजर ने व्हाइट सैंड्स मिसाइल रेंज में अपने सामने उड़ाए गए कुछ लक्ष्यों के खिलाफ प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया है, लेकिन इसे एक फील्ड हथियार के रूप में वास्तविक सेवा के लिए कॉन्फ़िगर नहीं किया गया है। एबीएल महत्वपूर्ण रेंज से कई पूर्ण आकार की मिसाइलों को मार गिराने में सफल रहा, और एटीएल चलती भूमि वाहनों और अन्य सामरिक लक्ष्यों को अक्षम करने में सफल रहा। रासायनिक लेजर के प्रदर्शन लाभों के बावजूद, रक्षा विभाग ने 2012 में एयरबोर्न लेजर टेस्टबेड की समाप्ति के साथ रासायनिक लेजर प्रणालियों के सभी विकास को रोक दिया। एक "नवीकरणीय" ऊर्जा स्रोत की इच्छा, अर्थात। फ्लोरिन, ड्यूटेरियम, बुनियादी हाइड्रोजन-पेरोक्साइड या आयोडीन जैसे असामान्य रसायनों की आपूर्ति न करने के कारण डी. ओ. डी. को डायोड पंप किए गए क्षार लेजर (डी. पी. ए. एल. एस.) जैसे विद्युत पंप किए गए लेजर के लिए जोर देना पड़ा। एक "इनसाइड द आर्मी" साप्ताहिक रिपोर्ट में "निर्देशित ऊर्जा मास्टर प्लान" का उल्लेख अमेरिकी आविष्कारों के संदर्भ में किया गया है।