АКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЖИДКОСТНЫХ ЛАЗЕРОВ И УСИЛИТЕЛЕЙ

АКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЖИДКОСТНЫХ ЛАЗЕРОВ И УСИЛИТЕЛЕЙ


RU (11) 2075143 (13) C1

(51) 6 H01S3/20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

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

(21) Заявка: 94022225/25 
(22) Дата подачи заявки: 1994.06.20 
(45) Опубликовано: 1997.03.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 330505, кл. H 01 S 3/14, 1966. Дьяченко И.И. и др. Препринт N 2193, ФЭИ.- Обнинск: 1991. 
(71) Заявитель(и): Физико-энергетический институт 
(72) Автор(ы): Дьяченко П.П.; Серегина Е.А.; Тихонов Г.В. 
(73) Патентообладатель(и): Физико-энергетический институт 

(54) АКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЖИДКОСТНЫХ ЛАЗЕРОВ И УСИЛИТЕЛЕЙ 

Использование: изобретение касается создания новых типов материалов, пригодных для использования в жидкостных лазерах и усилителях с прямой ядерной накачкой лазерно-активной среды. Сущность изобретения: активный материал для жидкостных лазеров и усилителей с прямой ядерной накачкой на основе неорганических апротонных кислот, льюисовых кислот, ионов редкоземельных элементов, содержащий делящееся вещество в виде перхлоратов актинидных элементов, в частности в виде перхлората уранила. Примером является активный материал, который содержит, мас.%: оксотрихлорид фосфора POCl3 60 - 98; тетрахлорид олова SnCl4 1 - 20; неодим 0,2 - 20; перхлорат уранила VO2(ClO4)2 0,1 - 10. 2 з.п. ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение касается создания новых типов материалов, пригодных для использования в жидкостных лазерах и усилителях с прямой ядерной накачкой лазерно-активной среды.

Известен активный материал для лазеров и усилителей с оптической накачкой [1] который содержит, мас.

Оксотрихлорид фосфора, POCl3 15 98

Галогениды металлов 1 60

Редкоземельный элемент 0,1 25

Этот материал сочетает высокую эффективность в режиме генерации и усиления с физико-химической стойкостью и простой технологией изготовления активных элементов на его основе. Недостатком этой лазерно-активной неорганической жидкости (ЛНЖ) является невозможность ее использования в лазерах и усилителях с прямой ядерной накачкой, т.к. этот материал не содержит делящееся вещество.

Наиболее близким техническим решением является бинарная система оксотрихлорид фосфорас льюисовая кислота, активированная ионами неодима, в которую введены уранил-ионы [2]

Введение делящихся уранил-ионов в ЛНЖ делает возможным использование этой среды в лазерах и усилителях с прямой ядерной накачкой. Однако данный материал имеет большой коэффициент поглощения на длине волны генерации иона неодима, что приводит к увеличению порога генерации и снижению лазерного излучения.

Перед авторами стояла задача устранить вышеперечисленные недостатки и разработать высокоэффективный лазерно-активный материал для прямого преобразования энергии осколков деления актинидов в когерентное электромагнитное излучение.

Для достижения этого технического результат предлагается использовать перхлорат уранила как делящееся вещество в составе ЛНЖ на основе неорганического апротонного растворителя и льюисовой кислоты, активированной ионами редкоземельного иона.

В предложенной системе льюисовая кислота способствует растворению перхлората уранила и соединений редкоземельного элемента.

Матрица на основе неорганического апротонного растворителя и льюисовой кислоты образует благоприятное окружение люминесцирующего редкоземельного иона, обеспечивая малую безызлучательную диссипацию энергии возбуждения этих ионов и слабое концентрационное тушение люминесценции.

Полученная ЛНЖ, имеющаяся в своем составе уранил-ионы, сохраняет спектрально-люминесцентные и генерационные свойства ЛНЖ, не содержащей делящееся вещество, в том числе и коэффициент поглощения на длине волны генерации.

Примером является лазерно-активный материал на основе бинарной системы оксотрихлорид фосфора-тетрахлорид олова, активированной ионами неодима, в которую делящееся вещество введено в виде перхлората уранила, POCl3-SnCl4-Nd3+-UO2(ClO4)2. Он содержит, мас.

оксотрихлорид фосфора, POCl3 60 98

тетрахлорид олова, SnCl4 1 20

неодим 0,2 20

перхлорат уранила, UO2(ClO4)2 0,1 10

Материал имеет следующие характеристики:

время жизни возбужденного состояния, мкс 150 220

коэффициент поглощения на длине волны 1050 нм, см-1 (1 - 4)*10-3

эффективность преобразования энергии тяжелых заряженных частиц в энергию люминесценции, 0,1 3.

Использование изобретения позволяет сохранить спектрально-люминесцентные и генерационные свойства ЛНЖ для оптических квантовых генераторов и усилителей и применить ЛНЖ в качестве активного материала в квантовых генераторах и усилителях с прямой ядерной накачкой лазерно-активной среды. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Активный материал для жидкостных лазеров и усилителей с прямой ядерной накачкой на основе неорганических апротонных кислот, льюисовых кислот, ионов редкоземельных и актинидных элементов, отличающийся тем, что делящееся вещество введено в виде перхлоратов актинидных элементов.

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве делящегося вещества выбран перхлорат уранила.

3. Материал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он содержит, мас.

Оксотрихлорид фосфора, POCl3 60 98

Тетрахлорид олова, SnCI4 1 20

Неодим 0,2 20,0

Перхлорат уранила, UO2(ClO4) 0,1 10,0и