АКТИВНАЯ СРЕДА ДЛЯ ЛАЗЕРА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ Советский патент 1995 года по МПК H01S3/213 C09B57/00 

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к лазерам на растворах органических соединений, и может быть использовано при создании мощных лазеров, генерирующих в спектральном диапазоне 540-578 нм.

Цель изобретения - повышение КПД генерации, ресурса работы и расширение спектрального диапазона генерации.

П р и м е р 1. Способ получения 2-(7-диэтиламинокумарин-3-ил) бензимидазолий хлорида (соединение I)
NCl^-
1,9 г (0,01М) 4-диэтиламиносалицилового альдегида помещают в колбу вместимостью 100 мл, добавляли 1,9 г (0,01М) хлорида 2-цианометилбензимидазолия и 50 мл изопропилового спирта. Полученный раствор кипятят с обратным холодильником до выпадения осадка. Образовавшийся продукт отфильтровывают, промывают изопропиловым спиртом и перекристаллизовывают из хлороформа. Выход 85% (от теории).

Вычислено, %: N - 11,40.

Найдено, %: N - 11,50.

(длина волны максимума полосы поглощения λn_макс - 463 нм (этанол).

П р и м е р 2. Способ получения 2-(юлолидинкумарин-3-ил) бензимидазолий хлорида (соединение II).

Cl^-
2,2 г 9-формил-8-оксиюлолидина (0,01 М) помещают в колбу вместимостью 100 мл, добавляют 1,9 г (0,01 М) хлорида 2-цианометилбензимидазолия и 50 мл изопропилового спирта. Полученный раствор кипятят с обратным холодильником до выпадения осадка. Полученный продукт отфильтровывают, промывают изопропиловым спиртом и перекристаллизовывают из хлороформа. Выход 90% (от теории).

Вычислено, %: N - 10,67.

Найдено, %: N - 10,73.

λn_макс = 500 нм (этанол).

П р и м е р 3. Способ получения 2-(7-диэтиламинокумарин-3-ил) бензимидазолий перхлората (соединение III).

NClO-4

Раствор 1,9 г 4-диэтиламиносалицилового альдегида и 2,54 г перхлората 2-цианометилбензимидазолия в 50 мл изопропилового спирта кипятят с обратным холодильником до выпадения осадка. Образовавшийся продукт отфильтровывают, промывают изопропиловым спиртом и перекристаллизовывают из этанола. Выход 83% (от теории).

Вычислено, %: N - 9,68.

Найдено, %: N - 9,75.

λn_макс = 450 нм (этанол).

П р и м е р 4. Способ получения 2-(юлолидинкумарин-3-ил) бензимидазолий перхлората (соединение IV).

ClO-4

Раствор 2,2 г 9-формил-8-оксиюлолидина (0,01 М) и 2,54 г (0,01 М) перхлората 2-цианометилбензимидазолия в 50 мл изопропилового спирта кипятят и с обратным холодильником до выпадения осадка. Образовавшийся продукт отфильтровывают, промывают изопропиловым спиртом и перекристаллизовывают из хлороформа. Выход 78% (от теории).

Вычислено, %: N - 9,18.

Найдено, %: N - 9,10.

λn_макс = 500 нм (этанол).

П р и м е р 5. (пример 1 таблицы) 30 мл этанольного раствора соединения I при концентрации 1,2˙10^-4 моль/л заливают в кювету и подвергают испытаниям в следующих условиях.

Резонатор лазера образован диэлектрическим плоским зеркалом с коэффициентом отражения 99% и стопой из двух плоско-параллельных пластин из стекла К-8. Система возбуждения представляет собой коаксиальную лампу-кювету. В разрядный контур входят два соединенных параллельно малоиндуктивных конденсатора К75-48 общей емкостью 2 мкФ и ртутный разрядник ИРТ-3.

Напряжение питания составляет 17 кВ. Длительность светового импульса накачки по уровню 0,5 составляет 2 мкс при фронте нарастания 0,8 мкс. Активную среду заливают в кварцевую цилиндрическую кювету с внутренним диаметром 8 мм и внешним 12 мм, расположенную по оси лампы-кюветы. Между цилиндрическими стенками лампы и кюветы в зазоре толщиной 1 мм непрерывно прокачивают дистиллированную воду, которая обеспечивает эффективное охлаждение лампы и кюветы; между латунным корпусом лампы и внешней цилиндрической кварцевой стенкой лампы имеется диффузный отражатель из окиси магния. Корпус лампы является одновременно обратным токопроводом, что позволяет уменьшить индуктивность разрядного контура и сократить длительность импульса разряда. Длина освещаемого промежутка кюветы составляет 260 мм при полной длине 340 мм. Электрическая энергия импульса накачки составляет 290 Дж. При этом наблюдается генерация с КПД=0,45%. Спектральный диапазон генерации составляет 540-561 ем. Фотохимическая устойчивость характеризуется числом вспышек N_1/2 до уменьшения КПД генерации в два раза N_1/2 = 9.

П р и м е р ы 6-17 (примеры 2-13 таблицы). Для испытаний приготовляют 30 мл этанольных растворов соединений 1,2,3,4 или кумарина 153 при различных концентрациях соединений, заливают в кювету и подвергают испытаниям в условиях, описанных в примере 5.

В таблице приведены данные о КПД генерации, спектральных диапазонах генерации и фотохимической устойчивости, которая характеризует ресурс работы испытанных активных сред на основе этанольных растворов производных 3-(2-бензимидазолил)кумарина и кумарина 153.

Из таблицы видно, что активные среды на основе производных 3-(2-бензимидазолил)кумарина позволяют по сравнению с прототипом увеличить ≈в 2,5 раза КПД генерации и фотохимическую устойчивость, а также расширить спектральный диапазон генерации.

Таким образом, активная среда для лазеров на основе этанольного раствора производных 3-(2-бензилидазолил) кумарина приводит к повышению КПД генерации, ресурса работы и расширению спектрального диапазона генерации.

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к лазерам на растворах органических соединений, и может быть использовано при создании мощных лазеров, генерирующих в спектральном диапазоне 540-578 нм. Применение этанольных растворов производных 3-(2-бензимидазолил) кумарина в концентрации полученных путем взаимодействия 4-диэтиламиносалицилового альдегида или 9-формил-8-оксиюлолидина с хлоридом или перхлоратом 2-цианометилбензимидазолия при кипении с последующим выделением целевого продукта, приводит к повышению КПД генерации, ресурса работы и расширению спектрального диапазона генерации. 1 табл.

АКТИВНАЯ СРЕДА ДЛЯ ЛАЗЕРА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ.

1. Активная среда для лазера на основе этанольного раствора кумариновых красителей, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД генерации, ресурса работы и расширения спектрального диапазона генерации, в качестве кумаринового красителя она содержит производственные 3-(2-бензимидазолил)кумарина с общей структурной формулой

где R₁ и R₂ - этил или R₁ и R₂ образуют с атомом азота два приконденсированных насыщенных шестичленных гетероцикла;
X-Cl или ClO₄,
при следующем соотношении ингредиентов, моль/л:
Производные 3-(2-бензимидазолил) кумарина - 1,2 · 10^-4 - 7,2 · 10 ^-4
Этанол - Остальное до 1 л
2. Способ получения активной среды для лазеров на основе производных 3-(2-бензимидазолил)кумарина путем осуществления взаимодействия замещенных салициловых альдегидов с производными бензомидазола, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД генерации, ресурса работы и расширения спектрального диапазона генерации, в качестве замещенных салициловых альдегидов используют 4-диэтиламиносалициловый альдегид или 9-формил-8-оксиюлолидин, а в качестве производных бензимидадола используют хлорид или перхлорат 2-цианометилбензимидазолия и процесс ведут при кипении с последующим выделением целевого продукта.