СОСТАВ ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩЕГО ЖИДКОСТНОГО ФИЛЬТРА ДЛЯ НЕОДИМОВЫХ ЛАЗЕРОВ

СОСТАВ ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩЕГО ЖИДКОСТНОГО ФИЛЬТРА ДЛЯ НЕОДИМОВЫХ ЛАЗЕРОВ


RU (11) 2069429 (13) C1

(51) 6 H01S3/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2258653/25 
(22) Дата подачи заявки: 1979.06.11 
(45) Опубликовано: 1996.11.20 
(71) Заявитель(и): Московское научно-производственное объединение "НИОПИК" 
(72) Автор(ы): Алдошина Л.А.; Ветчинкин М.Н.; Матюшин Г.А.; Мезенцева Г.А.; Михайлов Ю.Н.; Столбовая Т.В.; Тавризова М.А.; Толстая С.Б. 
(73) Патентообладатель(и): Московское научно-производственное объединение "НИОПИК" 

(54) СОСТАВ ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩЕГО ЖИДКОСТНОГО ФИЛЬТРА ДЛЯ НЕОДИМОВЫХ ЛАЗЕРОВ 

Использование: для приборов квантовой электроники, в частности для неодимовых лазеров. Сущность изобретения: в состав люминесцирующего жидкостного фильтра введен в качестве люминесцирующей добавки 1,8-нафтоилен [1',2'] -бензилидазол в концентрации 210-3....110-2 моль/литр относительно триэтилового эфира ортофосфорной кислоты. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в неодимовых лазерах.

Для обеспечения функционирования неодимовых лазеров УФ-часть излучения лампы накачки должна полностью поглощаться фильтрующими охлаждающими жидкостями (В. М. Волынкин и др. //Опт. мех. промышленность, 1968, N 3, 65), что приводит к неиспользованию в накачке активного элемента излучения лампы, имеющего длину волны короче 400 нм. В случае замены фильтрующей добавки на люминесцирующую фильтрующую добавку происходит увеличение энергии генерации или снижение пороговой энергии лазера из-за того, что УФ-часть излучения лампы накачки, поглощенная люминесцирующей добавкой, переизлучается в область длин волн, соответствующую полосам поглощения активного элемента (D.D. Bhawalkar, L.Pandit //IEEE Quantum Electr. QE-9, 1973, 43).

Фильтр люминесцирующий жидкостный (ФЛЖ), используемый в квантовой электронике, должен обладать рядом специфических свойств, таких как поглощение УФ-части излучения лампы накачки (короче 400 нм) люминесценцией в области основных полос поглощения неодимовых сред, высоким квантовым выходом люминесценции, прозрачностью в области основных полос поглощения неодимовых активных сред, высокой фотохимической стойкостью и малым газовыделением под действием излучения лампы накачки, широким диапазоном рабочих температур, пожаровзрывобезопасностью в рабочем интервале температур.

Применение люминесцирующего жидкостного фильтра должно приводить к повышению энергии генерации лазера или к снижению пороговой энергии лазера по сравнению с использованием фильтрующих жидкостей (ФХЖ).

Целью настоящего изобретения является создание светостойкого ФЛЖ, который отличался бы повышенным ресурсом работы в лазерах.

Для достижения указанной цели в качестве люминесцирующей добавки используется 1,8-нафтоилен-[1',2']-бензимидазол в концентрации 210-3 110-2 м/л в триэтиловом эфире офтофосфорной кислоты.

Пример: были изготовлены и испытаны на ресурс в неодимовом стеклянном лазере 4 образца ФЛЖ.

1. Раствор 3-метоксибензантрона в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты в концентрации 110-3 м/л.

2. Раствор 4-амино-N-фенилнафталимида в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты в концентрации 110-3 м/л и 210-2 м/л.

3. Раствор родамина 6Ж (для квантовой электроники) в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты в концентрации 110-3 м/л.

4. Раствор 1,8-нафтоилен-[1',2']-бензимидазола в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты в концентрации 210-3; 510-3; 110-2 м/л.

Испытания образцов ФЛЖ на ресурс проводились в неодимовом стеклянном лазере в режиме свободной генерации; частота повторения вспышек 0,05 Гц. ФЛЖ (объем 200 см3) прокачивался через излучатель лазера, состоящий из кварцевого моноблока с каналами под лампу ИСП-600 и неодимовый стеклянный элемент из стекла ГЛС-8 6х100 мм, расход ФЛЖ в системе охлаждения не превышал 2 л/мин. Через каждые 100-200 вспышек измерялась энергия свободной генерации лазера с помощью измерителя мощности ИМО-2. Для контроля элементов в систему охлаждения (после тщательной промывки ее) заливалась фильтрующая охлаждающая жидкость, поглощающая вплоть до 390 нм, и измерялась зависимость энергии генерации от энергии накачки.

Энергия накачки лампы за одну вспышку составляла 121 Дж (при этом емкость разрядного контура лампы составляла 200 МкФ; индуктивность 55 МкГн; напряжение на лампе 1100 В).

Результаты испытаний образцов ФЛЖ представлены в таблице. Здесь под удельной световой нагрузкой (светостойкостью) понимается величина

,

где Wнак энергия накачки лампы за 1 вспышку, в Дж;

n количество вспышек лампы;

V объем ФЛЖ в системе охлаждения неодимового стеклянного лазера, в см3.

При одной и той же энергии накачки и при одном и том же объеме ФЛЖ в системе под ресурсом понимается количество вспышек лампы n, через которое энергия генерации неодимового лазера уменьшается на 20% от начала испытаний.

Результаты испытаний ФЛЖ на основе раствора 4-амино-N-фенилфталимида (С 110-2 М/л) в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты [шифр ФЛЖ-АМ2-51Н2] и на основе раствора 1,8-нафтоилен [1', 2']-бензимидазола (С 510-3 М/л) в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты [шифр ФЛЖ-АМ2-9Н2] подтверждены протоколом испытаний в макете изделия 25 Ф.

Таким образом, из приведенных данных видно, что применение заявляемого светостойкого фильтра люминесцирующего жидкостного (ФЛЖ) приводит к увеличению ресурса работы ФЛЖ в неодимовых лазерах более чем в 6 раз по сравнению со случаем использования раствора 4-амино-N-фенилнафталимида в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты (прототип). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Состав люминесцирующего жидкостного фильтра для неодимовых лазеров, состоящий из триэтилового эфира ортофосфорной кислоты и люминесцирующей фильтрующей добавки, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса работы, он содержит в качестве люминесцирующей фильтрующей добавки 1,8-нафтоилен[1, '2']бензимидазол в концентрации от 2 10-3 до 10-2 моль/л.