Способ изготовления полимерного оптического отрезающего фильтра Советский патент 1991 года по МПК G02B5/22 B29C71/04 

Изобретение относится к области технической физики, в частности к способам изготовления оптических элементов, служащих одновременно фильтрами УФ-излуче- ния.

Целью изобретения является получение полимерного оптического отрезающего фильтра со стабильными спектральными характеристиками.

Пример 1. Плоский листовой образец из оргстекла Э-2 на основе полифторфени- лакрилата толщиной 2 мм облучается бактерицидными лампами ДБ-15 - источниками интенсивного УФ-излучения в области 250 мм. Плотность мощности УФ-излучения засветки 50 Вт/м2.

На фиг. 1 приведены спектры поглощения полимера Э-2 до начала облучения (кривая 1) и после облучения в течение трех (кривая 2), десяти (кривая 3), двадцати (кривая 4), и ста двадцати (кривая 5) минут, в

также для сравнения спектра поглощения пластинки из легированного европием кварцевого стекла КЛЖ-3 (6), часто используемого в системах накачки твердотельных лазеров для фильтрации УФ-части излучения импульсных ламп накачки; на фиг. 2-4 - графики, поясняющие данный способ.

Под воздействием УФ облучения в полимере возникает новая полоса поглощения в области 300-350 нм и вследствие этого спектр поглощения сдвигается примерно на 60 нм в длинноволновую сторону по сравнению со спектром поглощения необлученного вещества. С момента времени, соответствующего дозе облучения S4 105Дж/см, изменение спектральных характеристик образца прекращается и при последующем облучении спектр поглощения полимера остается неизменным.

Пример 2. Плоский листовой образец из оргстекла Э-2 толщиной 2 мм облучают

( VI О Оч СЛ СП

импульсной лампой ИНП 5/60 А-1 в освети- тело в виде полого эллиптического цилиндра с диффузно отражающим покрытием. Электрическая энергия, подводимая к импульсной лампе, 13 Дж, длительность им- пулуьса накачки по полуширине около 100 мкс. В качестве;, охлаждающей жидкости применяют дистиллированную воду.

Использованные импульсные лампы с ксеноновым заполнением характеризуются спектральным распределением КПД излучения черного тела с температурой 8000- 12000 Кис учетом пропускания кварцевой оболочки являются непрерывным источником света в области длиннее 200 нм.

В процессе облучения происходит изменение спектров поглощения полимера аналогично предыдущему примеру. После-104 вспышек спектр поглощения полимера приобретает вид кривой 5 на фиг. 1. Ресурсные испытания показали, что полимерный фильтр выдерживает 10 импульсов с частотой следовани; 500 Гц при электрической энергии, подводимой к импульсной лампе, 13 Дж без изменения спек- тральных характеристик и разрушения поверхностного слоя.

Пример 3. В условиях примера 1 проводят облучение с дозой 10 Дж/м . Изменение оптической плотности фильтра в области полосы пропускания 380-530 нм составляет около 2%. а сдвиг границы полосы пропускания 4 мм (фиг.2).

Пример 4. В условиях примера 2 лроводят облучение образца толщиной 0,2 и 4 мм. Изменение оптической плотности фильтров приведено на фиг. 3.

Пример 5. При использовании в качестве материала фильтра полиметилме- такрилата с добавкой производного оксазо- лав условиях примера 2 сильная деструкция полимерной матрицы наступала после 2 10 вспышек, в то время как у образца без добавки в этих условиях только начинали появляться- заметные отдельные трещины. При концентрациях добавок 10 моль/л,

5

10 15

0 5

0

35

0 45

.

позволяющих производить измерения спектров поглощения фильтров уже после 2000 вспышек, Оптическая плотность в максимуме длинноволнового поглощения добавки падала в 2 раза, При температуре образца 80°С скорость фотораспада добавки возрастает в несколько раз, а поверхность образца становится практически матовой из-за появления трещин уже после 400 вспышек.

Пример 6. Лампу накачки ИНП 5/60-А-1 и активный элемент на основе активированного неодимом иттрий-алюминиевого граната б.З х 60 мм помещают в осветитель в виде полого эллиптического цилиндра с диффузно отражающим покрытием. Фильтр в виде пластины толщиной,2 мм располагают между лампой и активным элементом. В качестве охлаждающей жидкости используют-дистиллированную воду. Длительность импульса накачки по полуширине около 10 мкс. Резонатор состоял из двух плоских зеркал с отражением 100% и 35%.

На фиг. 2 приведена зависимость средней мощности генерации ГСр лазера на алю- моиттриевом гранате от величины энергии накачки ЕНак без фильтра Э (пунктирная кривая) и с фильтрами на основе легированных кварцевых стекол КЛБ-4, КЛЖ-3 и облученного оргстекла Э-2.

Как видно из рисунка, энергетические характеристики лазера с фильтром из полимера и с фильтрами на основе легированных стекол не различаются. Дрейф средней мощности лазерного излучения за 4 ч непрерывной работы с частотой следования 50 Гц не превышал 1%.

Формула изобретения

Способ изготовления полимерного оптического отрезающего фильтра со стабильными спектральными характеристиками, заключающийся в облучении органического стекла Э-2, на основе поли- а-фторфе- нилакрилата УФ-излучением с длиной волны короче 290 нм дозой, равной 4 105- 107 Дж/м2.

Я,нн

Изобретение относится к технической физике, в частности к способам изготовления оптических УФ-светофильтров. Целью изобретения является получение полимерного оптического отрезающего фильтра со стабильными спектральными характеристиками. Изобретение позволяет получать светофильтры, пропускающие свет с длиной волны более 250 нм и сохраняющие стабильность оптических характеристик при облучении УФ-светом импульсной ксеноновой лампы после 10⁶ импульсов с частотой 50 Гц при длительности импульса накачки по полуширине 100 мкс за счет способа, включающего УФ-облучения с длиной волны короче 290 нм и дозой 4 ^.10⁵ - 10⁷ Дж/м² органического стекла на основе поли-α-фторфенилакрилата. 4 ил.

d

2,0

1.0

г

V . 107Д#1м1 105Цж1м

О

26

12 фиг. 2

18

у,см

Pep, Вт

О D Л

фильтра

1

го t-„он, д