ЛАЗЕРНОЕ ВЕЩЕСТВО Российский патент 2005 года по МПК H01S3/17 

Изобретение относится к лазерным веществам на основе органических красителей и полимеров и может найти применение в лазерной технике для изготовления активных элементов лазеров.

Известно лазерное вещество [1], содержащее органический краситель родамин 6Ж, сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой (90:10; 87,5:12,5 или 85:15 мас.%) и добавку 1N, N-пентаметилен-3-бензоилтиомочевины при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: родамин 6Ж 0,010-0,015, сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой 99,235-99,980, 1N, N-пентаметилен-3-бензоилтиомочевина 0,01 0,750.

Известно также лазерное вещество [2], содержащее органический краситель родамин 6Ж или родамин С и сополимер метилметакриалата с метакриловой кислотой с соотношением компонентов 9:1 (мас.%), и добавку карбоната эрбия при следующем соотношении ингредиентов (мас.%): родамин 6Ж или родамин С 0,010-0,015, карбонат эрбия 0,5-1,0 и сополимер метилметакрилата (ММА) с метакриловой кислотой (МАК) 98,985-99,490.

Недостатком обоих аналогов является присутствие в лазерном веществе МАК, отрицательное влияние которой на физико-механические и другие эксплуатационные свойства материала (твердость, теплостойкость и т.п.) известно. Изменение этих свойств в свою очередь отрицательно сказывается на генерационной фотостабильности аналогов и в силу этого генерационная фотостабильность их недостаточно высока.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является вещество, содержащее родамин 6Ж или родамин С и полимер [3].

Недостатком вещества-прототипа, так же как и вышеприведенных аналогов [1, 2], является недостаточно высокие генерационная фотостабильность и эффективность преобразования лазерного вещества.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение, - увеличение генерационной фотостабильности и эффективности преобразования лазерного вещества (КПД).

Это достигается тем, что лазерное вещество, содержащее родамин 6Ж и полимер, дополнительно содержит трифторацетат р- или f-металла при следующем соотношении компонентов, маc.%: родамин 6Ж 0,0054-0,2715, трифторацетат металла 0,0150-2,4900, полимер - остальное. Способ получения заявленного лазерного вещества состоит в следующем (приводим на примере трифторацетата f-металла).

Берут 0,0048 г красителя родамина 6Ж (Р 6Ж) и 0,1245 г трифторацетата тербия Тb(СF₃СОО)₃, добавляют метилметакрилата (ММА) до 10 мл, в котором растворяют 0,01 г инициатор полимеризации азодинитрил изомасляной кислоты. Приготовленный раствор помещают в полиэтиленовые цилиндрические формы различного диаметра и полимеризуют в термостате при температуре 50°С в течение 12 час. После этого формы разнимают и извлекают образцы. Лазерные элементы изготавливались в виде прямоугольников 10×10×10 мм³. Затем осуществляют полировку (вручную). При этом лазерной степени чистоты поверхности не достигалось.

Генерационная фотостабильность и эффективность преобразования предложенного лазерного вещества исследовались при его возбуждении излучением XeCl* - лазера с длиной волны λ=308 нм, имеющего энергию в импульсе Е_имп=30 мДж, длительность импульса τ_1/2=12 нc и плотность мощности в импульсе W_имп=35 МВт/см². Использовался поперечный вариант накачки. Резонатор был образован гранью образца и плоским алюминиевым зеркалом.

В таблице приведены результаты исследования генерационных характеристик вещества-прототипа и предлагаемого вещества. КПД преобразования не оптимизировались. За единицу генерационной фотостабильности принимали энергию, падающую на единицу площади образца, при которой КПД уменьшается в два раза. Эта единица более достоверна, чем Дж/см³, поскольку определить облучаемый объем в твердом образце не представляется возможным.

ТаблицаВеществоСостав лазерного вещества, мас.%Свойства лазерного вещества Концентрация красителяДобавкаКонцентрация добавкиλ^maх_фл, нмλ^max_ген, нмКПД, %Ресурс, Р_0,5, Дж/см²Предлагаемое12,715×10^-2(СF₃СОО)₂Рb0,54156957211,014,5 22,715×10^-2(СF₃СОО)₃Er1,2645695719,020,5 32,715×10^-2(СF₃СОО)₃Tb1,24556957311,026,2 45,430×10^-2(СF₃СОО)₃Tb1,24556957911,745,6 55,430×10^-2(СF₃СОО)₃Tb2,49056957913,546,0 65,430×10^-2(СF₃СОО)₃Er2,52856957711,145,6Прототип2,715×10^-2нетнет5705643,05,0

Таким образом, предлагаемое лазерное вещество превосходит вещество-прототип по генерационной фотостабильности и по эффективности преобразования.

Источники информации, использованные при составлении описания изобретения:

1. Пат. РФ №1820809, кл. H 01 S 1/17, приор. 10.04.96.

2. Пат. РФ №1565321, кл. H 01 S 3/16, приор. 29.07.88.

3. Денисов Л.К. и др. Свойства полимеров на основе полиметилметакрилата с лазерными красителями // Пластические массы, 1987, №12, с.22-23 - прототип.

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для изготовления активных элементов лазеров на основе органических красителей и полимеров. Лазерное вещество, содержащее родамин 6Ж, полимер и трифторацетат р- или f-металла при следующем соотношении компонентов, мас.%: родамин 6Ж 0,0054-0,2715; трифторацетат металла 0,0150-2,4900; полимер - остальное. Изобретение обеспечивает увеличение фотостабильности и эффективности преобразования лазерного вещества. 1 табл.

Лазерное вещество, содержащее родамин 6Ж и полимер, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит трифторацетат р- или f-металла при следующем соотношении компонентов, мас.%: родамин 6Ж 0,0054-0,2715, трифторацетат металла 0,0150-2,4900, полимер остальное.