COIL – laser pro budoucí náročné technologie

Jedním z laserů, který nalezne využití v náročných laserových technologiích, je chemicky čerpaný jodový laser, zkráceně COIL (z ang. Chemical Oxygen-Iodine Laser). Kontinuální režim generace laserového svazku je založen na mechanismu vysoce účinné přeměny chemické energie v energii záření. Chemická energie je obsažena v energeticky bohatém plynném molekulárním kyslíku (tzv. singletovém kyslíku), získávaném chemickou reakcí ve speciálním generátoru, kterou předává atomárnímu jodu jako laserové částici. Ve srovnání s jinými technologickými lasery, např. kontinuálními CO2 lasery, je účinnost COIL(u) o řád vyšší. Dalšími přednostmi tohoto laseru danými vlnovou délkou jeho záření jsou dobrá prostupnost jeho paprsku zemskou atmosférou a možnost jeho vedení optickými vlákny na velké vzdálenosti. Tyto vlastnosti pak umožňují zamýšlené aplikace. Z nich jmenujme např. demontáž jaderných reaktorů nebo nebezpečných chemických provozů určených k likvidaci, kdy laserový paprsek, emitovaný z mobilního laserového zařízení, je veden až do kontaminovaných míst pomocí optických vláken ovládaných roboty, dále loďařský a těžební průmysl. Tento laser bude také podstatnou součástí tzv. Airborne laseru vyvíjeného v US Air Force pro obranný laserový protiraketový systém.

Práce na vývoji COIL(u) patří spolu s výkonovými pulsními laserovými jodovými systémy PALS a SOFIA k dlouholetým výzkumným programům Fyzikálního ústavu AV ČR. Laboratorní prototyp nadzvukového COIL zařízení, který je navržen pro generaci laserového výkonu až do jednoho kilowatu, slouží k základnímu experimentálnímu a teoretickému výzkumu řady fyzikálních a fyzikálně-chemických procesů probíhajících v tomto laseru. Dosažené výsledky jsou využívány v rámci široké mezinárodní spolupráce k vývoji velkých COIL systémů s výkonem od několika desítek kilowattů v jednom svazku až do úrovně megawattů při použití několika laserových modulů. Náš výzkum je v současné době zaměřen hlavně na účinnou, technologicky jednodušší produkci atomárního jodu a na vývoj nového typu generátoru singletového kyslíku. Na vědeckých úkolech úzce spolupracujeme v rámci NATO formou grantů s US Air Force Research Laboratory při Kirtland Air Force Base v Novém Mexiku.

Kontakt:
Ing. Jarmila Kodymová, CSc.,
e-mail: kodym@fzu.cz

Fyzikální ústav AV ČR
www.fzu.cz/departments/chemlaser