Modello di laser a CO2 di grande potenza

Si presenta il modello numerico unidimensionale di un laser continuo a CO2 d’alta potenza con preionizzazione a fascio elettronico. Il codice simula il comportamento di una miscela di He:N2:CO2:CO in rapido flusso (≈100 m/s) in un condotto in cui viene addotta energia tramite scarica elettrica e prodotti elettroni secondari per mezzo di un fascio di elettroni energetici (≈60 keV). La densità degli elettroni prodotti nella camera di scarica è valutata facendo uso della teoria di Bethe secondo la formulazione di Rorhlich e Carlson. La densità degli elettroni della scarica elettrica è calcolata nella ipotesi di neutralità di carica locale tenendo conto dei processi di perdita per ricombinazione ione-elettrone ed attaccamento elettrone-molecola. La cinetica vibrazionale è descritta tramite un set di rate-equations che tengono conto della variazione, lungo la direzione di flusso della miscela, dell’energia immagazzinata in ciascun modo di vibrazione. L’insieme di equazioni cinetiche è accoppiato tramite l’equazione dell’entalpia al set di equazioni fluidodinamiche. Si presentano alcuni risultati forniti dal codice numerico quali ad esempio il coefficiente di guadagno per piccolo segnale, il flusso di saturazione, etc., e si confrontano con i dati sperimentali disponibili.