МОНОБЛОЧНЫЙ ДИФФУЗНЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ УСТРОЙСТВА НАКАЧКИ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ЛАЗЕРА Советский патент 1996 года по МПК H01S3/02 

Изобретение относится к лазерной технике, в частности к моноблочным диффузным отражателям систем накачки твердотельных лазеров.

Известен моноблочный диффузный отражатель (МДО) твердотельного лазера, выполненный в виде кварцевого моноблока с диффузно отражающим слоем из аморфной двуокиси кремния с герметизирующим слоем из плавленой двуокиси кремния. Недостатком такого МДО является малая стойкость его покрытия к ударным нагрузкам и сложность изготовления отражателя.

Наиболее близким к изобретению является МДО, содержащий кварцевый моноблок и диффузно отражающее покрытие (ДОП) на основе полиметилфенилсилоксана (ПМФС), наполненного (10-75%) двуокисью циркония. Недостатком его является невысокая термостойкость для работы без принудительного охлаждения в частотно-импульсном режиме накачки.

Целью изобретения является обеспечение возможности работы отражателя в условиях кондуктивного теплоотвода.

Поставленная цель достигается тем, что в моноблочном диффузном отражателе устройства накачки твердотельного лазера, содержащем моноблок с диффузно отражающим покрытием, указанное покрытие выполнено из наполненного полиметилфенилсилоксана, при следующем соотношении компонентов: полиметилфенилсилоксан 3-7 мас. наполнитель остальное.

Оптимальным наполнителем является двуокись циркония.

Пределы предлагаемых содержаний ПМФС в ДОП обусловлены следующими экспериментально установленными данными.

При содержании связующего компонента в ДОП менее 3 мас. резко снижается его механическая прочность, покрытие "мажется", не выдерживает условий монтажа и эксплуатации освежителя При содержании связки более 7% снижаются оптические (отражающие) характеристики ДОП и его фотостойкость. В качестве наполнителя могут использоваться любые белые пигменты минерального происхождения: ZrO₂, ZnO, BaSO₄, Sb₂O₃, MgO и др. обладающие высокой фотостойкостью. Оптимальной с точки зрения требований лазерной техники является ZrO₂.

Отличительным признаком изобретения является состав ДОП. Вообще, использование эмалей на основе наполненного ПМФС для защиты изделий из металла известно. Однако в известных покрытиях используются составы, содержащие не более 75% наполнителя. Возможность использования составов на основе ПМФС, содержащих 93-97 мас. наполнителя, имеющих при этом коэффициент отражения более 97% и выдерживающих условия работы МДО с кондуктивным теплоотводом, в качестве ДОП не вытекает из существующего уровня знаний путем линейной экстраполяции.

Композицию для нанесения ДОП готовят следующим образом.

Наполнитель, например двуокись циркония, высушивают при 105^oС, растворяют, просеивают через сито (3600 отв/см²). После этого навеску наполнителя размалывают в шаровой мельнице с расчетным количеством раствора ПМФС в толуоле (например лак КО-08) в течение 12 ч. Полученную пасту наносят на моноблок окунанием или поливом (кистью), высушивают и подвергают термообработке.

Ниже приводятся примеры конкретной реализации изобретения, не ограничивающие область его применения. Данные сведены в таблицу.

У МДО, изготовленного согласно прототипу с составом ДОП: 25% ПМФС и 75 мас. ZrO₂, величина К не превышает 97% а К_z 90% причем покрытие приобретает желтоватый оттенок, а при дальнейшей эксплуатации темнеет. Поэтому в условиях реальной работы отражателя с кондуктивным теплоотводом МДО, выполненный согласно прототипу, перестает нормально функционировать задолго до окончания срока, обусловленного техническими требованиями.

МДО, выполненный согласно изобретению, обладает рядом преимуществ перед известными. В частности, это устойчивая и долговременная работа в условиях кондуктивного теплоотвода при тесной компоновке системы накачки, высокий (≥97% ) и стабильный коэффициент отражения, обусловленные высокой фото- и термостойкостью ДОП. ТТТ1

Использование: квантовая электроника, моноблочные диффузные отражатели систем накачки твердотельных лазеров с кондуктивным теплоотводом. Сущность: моноблочный диффузный отражатель устройства накачки твердотельного лазера содержит моноблок с диффузно отражающим покрытием состава (мас.%): полиметилфенилсилоксан 3-7, наполнитель - остальное. 1 табл.

Моноблочный диффузный отражатель устройства накачки твердотельного лазера, содержащий моноблок с диффузно отражающим покрытием, выполненным из наполненного полиметилфенилсилоксана, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности работы отражателя в условиях кондуктивного теплоотвода, диффузно отражающее покрытие имеет следующий состав, мас.

Полиметилфенилсилоксан 3-7
Наполнитель Остальное