Un láser químico de oxígeno-yodo ( COIL ) es un láser químico de infrarrojo cercano . Dado que el haz es infrarrojo, no se puede ver a simple vista. Es capaz de alcanzar una potencia de salida de hasta megavatios en modo continuo . Su longitud de onda de salida es de 1315 nm, una longitud de onda de transición del yodo atómico .

Principios de funcionamiento
El láser se alimenta con cloro gaseoso, yodo molecular y una mezcla acuosa de peróxido de hidrógeno e hidróxido de potasio . La solución acuosa de peróxido reacciona químicamente con el cloro, produciendo calor, cloruro de potasio y oxígeno en estado excitado, oxígeno delta singlete . La transición espontánea del oxígeno excitado al estado fundamental sigma triplete está prohibida, lo que le confiere una vida media espontánea de aproximadamente 45 minutos. Esto permite que el oxígeno singlete transfiera su energía a los átomos de yodo presentes en la corriente de gas; la transición atómica 2P 3/2 a 2P 1/2 en el yodo atómico es casi resonante con el oxígeno singlete, por lo que la transferencia de energía durante la colisión de las partículas es rápida. Los átomos de yodo excitados 2P 1/2 experimentan entonces emisión estimulada y emiten láser a 1,315 μm en la región del resonador óptico del láser. (Los estados atómicos superior e inferior del yodo están invertidos, siendo el 2P 1/2 el estado superior).
El láser funciona a presiones de gas relativamente bajas, pero el flujo de gas debe alcanzar una velocidad cercana a la del sonido en el momento de la reacción; incluso se describen diseños para flujo supersónico. La baja presión y el flujo rápido facilitan la disipación del calor del medio láser, en comparación con los láseres de estado sólido de alta potencia. Los productos de la reacción son cloruro de potasio, agua y oxígeno. Los restos de cloro y yodo se eliminan de los gases de escape mediante un depurador de halógenos.
Historia y aplicaciones
Historia
COIL fue desarrollado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en el Laboratorio de Armas de la Fuerza Aérea (ahora parte del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea ), a partir de 1975 [ 1 ] , y se demostró por primera vez en 1977 [ 2 ] .
Dos organizaciones industriales que participaron en los primeros desarrollos de COIL fueron el Laboratorio de Investigación McDonnell Douglas y la División Rocketdyne de Rockwell International . Ambas forman parte ahora de The Boeing Company y sus capacidades en láser y electroóptica se han incorporado a la organización de Sistemas Láser y Electroópticos de Boeing. MDRL fue la primera organización industrial (y la segunda, solo superada por el Laboratorio de Armamento de la Fuerza Aérea) en informar de un COIL exitoso. Rocketdyne fue la primera organización industrial en ganar un premio competitivo por el desarrollo de COIL. [ 3 ]
Aunque se inventó como arma, sus propiedades también lo hacen útil para el procesamiento industrial; el haz es enfocable y se puede transmitir mediante una fibra óptica , ya que su longitud de onda no es absorbida en gran medida por la sílice fundida , pero sí por los metales, lo que lo hace adecuado para el corte y la perforación láser. Se ha demostrado el corte rápido de acero inoxidable y hastelloy con una bobina acoplada a fibra. [ 4 ]
En 1996, TRW Incorporated logró obtener un haz continuo de cientos de kilovatios de potencia que duró varios segundos. [ 5 ] La tercera Conferencia sobre Láseres de Gas y Químicos y Aplicaciones de Haces Intensos presentó la historia del desarrollo de COIL en 2002.
En 2002, SPIE celebró la tercera Conferencia sobre Láseres de Gas y Químicos y Aplicaciones de Haces Intensos, conmemorando el 25.º aniversario de COIL. Se presentaron varios trabajos que abarcaron la historia de COIL, así como los avances tecnológicos. La conferencia incluyó un banquete en honor a los cuatro inventores de COIL: Nick Pchelkin, Ron Bousek, Dave Benard y Bill McDermott. [ 6 ]
Aplicaciones
RADICL , Research Assessment, Device Improvement Chemical Laser, es un láser COIL de 20 kW probado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos alrededor de 1998. [ 7 ]
COIL es un componente de los programas de láser aerotransportado y láser táctico avanzado del ejército de los Estados Unidos . El 11 de febrero de 2010, esta arma se desplegó con éxito para derribar un misil frente a la costa central de California en una prueba realizada con un láser a bordo de un Boeing 747 que despegó de la Base de la Fuerza Aérea Edwards (para más detalles, véase Boeing YAL-1 ). [ 8 ]
Otros láseres basados en yodo
El láser de yodo totalmente en fase gaseosa (AGIL) tiene una construcción similar, pero utiliza reactivos totalmente gaseosos, lo que lo hace más adecuado para aplicaciones aeroespaciales.
El ElectricOIL , o EOIL, ofrece la misma especie láser de yodo en una variante híbrida gas-eléctrica alternativa.
Véase también
Referencias
- ↑ Davis, Steven; Heaven, Michael (24 de enero de 2002). "Láseres de gas y químicos y aplicaciones de haces intensos III" . Centro de Información Técnica de Defensa . págs. 9, 12, 24. Archivado del original (pdf) el 23 de enero de 2026. Recuperado el 23 de enero de 2026 .
- ↑ "Informe del Grupo de Trabajo de la Junta de Ciencias de la Defensa sobre Armas de Energía Dirigida, diciembre de 2007" . Archivo de Seguridad Nacional. Diciembre de 2007. pág. 24. Archivado del original (pdf) el 23 de enero de 2026. Consultado el 23 de enero de 2026 .
- ↑ Davis, Steven; Heaven, Michael (24 de enero de 2002). "Láseres de gas y químicos y aplicaciones de haces intensos III" . Centro de Información Técnica de Defensa . pág. 119. Archivado del original (pdf) el 23 de enero de 2026. Recuperado el 23 de enero de 2026 .
- ↑ "Rendimiento de corte de un láser químico de oxígeno-yodo en materiales aeroespaciales e industriales" . Jla.aip.org. 16 de junio de 2006. Archivado del original el 20 de julio de 2013. Consultado el 25 de abril de 2014 .
- ↑ "Sistema láser aerotransportado (ABL) YAL 1A" . Archivado del original el 23 de enero de 2026. Consultado el 23 de enero de 2026 .
- ↑ Davis, Steven; Heaven, Michael (24 de enero de 2002). "Láseres de gas y químicos y aplicaciones de haces intensos III" . Centro de Información Técnica de Defensa . pág. 9. Archivado del original (pdf) el 23 de enero de 2026. Recuperado el 23 de enero de 2026 .
- ↑ "Los sistemas COIL ofrecen un rendimiento óptimo" . www.spie.org . Consultado el 10 de mayo de 2008 .
{{cite web}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace ) (a través de la caché de Google) - ↑ "Prueba de defensa antimisiles de EE. UU." de AP . The New York Times .
Enlaces externos
- Ciencia popular: El cañón láser volador
- Patente para el 'Láser de oxígeno-yodo químico aerotransportado de alta energía (COIL)'
- Las pruebas del 'jumbo láser' avanzan.
- láseres químicos
- Inventos estadounidenses