Применение лазеров и другие вопросы квантовой электроники

Пиролиз углей при воздействии наносекундными импульсами первой и второй гармоник неодимового лазера

Б. П. Адуев, В. Д. Волков, А. Ю. Митрофанов

Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, 650000 Кемерово

Аннотация: Проведено сравнительное исследование воздействия импульсно-периодического лазерного излучения первой (λ₁ = 1064 нм, τ₁ = 12 нс) и второй (λ₂ = 532 нм, τ₂ = 10 нс) гармоник неодимового лазера на таблетированные микрочастицы бурого (2Б), газового (Г) и жирного (Ж) углей. Концентрация молекул синтез-газа, образующегося при воздействии на микрочастицы каменных углей лазерными импульсами одинаковой плотности энергии, выше при воздействии излучения второй гармоники. Концентрация молекул синтез-газа, образующихся при воздействии на микрочастицы углей импульсов одинаковой интенсивности первой и второй гармоник, одинакова. Предложена модель для объяснения нелинейной зависимости выхода синтез-газа от интенсивности лазерных импульсов, основанная на нелинейной генерации первичных центров термохимических реакций, образующихся при оптическом пробое образцов углей и генерации лазерно-индуцированной плазмы. Спектральная интенсивность свечения лазерно-индуцированной плазмы при воздействии на таблетированные образцы микрочастиц углей второй гармоникой лазера выше, чем первой, при одинаковых плотностях энергии излучения.

Ключевые слова: импульсный лазер, уголь, пиролиз, газообразные продукты, оптический пробой, лазерно-индуцированная плазма, спектры свечения.

Поступила в редакцию: 11.07.2024
Исправленный вариант: 19.08.2024
Принята в печать: 10.02.2025

 Англоязычная версия: Quantum Electronics, 2025, 52:suppl. 4, S441–S450