Активный материал для оптических квантовых генераторов и усилителей Советский патент 1976 года по МПК H01S3/16 

(54) АКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ КВАНТОВЫХ

1

Изобретение относится к области оцтических квантовых генераторов (ОКГ) и усилителей (ОКУ) и может быть использовано при необходимости получения когерентного излучения большой спектральной плотности и энергии при работе в частотном режиме, требующем интенсивного охлалодения (в нелинейной оптике и т.ц.).

Известны используемые в качестве актиного материала для ОКГ стекла на основе окислов и соединений фосфора, соединений редкоземельных элементов, окислов щелочных металлов, урана, марганца, алюминия, цинка, олова, в состав которых входят соединения многовалентны.х тантала, ниобия, вольфрама, титана, циркония, суммарное количество, которых составляет 5-60 вес.%.

Эти стекла имеют высокую химическую стойкость и достаточно большой срок службы. Однако скорость кристаллизации этих стекол весьма высока, в результате чего удорожается и усложняется технология их получения, затрудняется получение больших объемов стекла, а следовательно, и активных элементов большого размера с необход ГЕНЕРАТОРОВ И УСИЛИТЕЛЕЙ

мыми оптическими качествами. В процессе изготовления в стекле возникают мелкокристаллические образования и другие включения, снижаюцие оптическую однородность, прочность и срок службы активных элементов, в особенности при повышенных плотностях мощности лазерного излучения. Кроме того, стоимость стекол повышается из-за значительного содержания в них дорогостоящих соединений тантала, ниобия, вольфрама, титана и циркония.

Цель изобретения - создание более дешевых стеклообразных активных материалов для ОКГ и ОКУ с высокой оптической однородностью низкой скоростью кристаллизации, повышенной прочностью к лазерному излучению улучшенными технологическими свойствами, высокими спектрально-люминесцентными характеристиками, большой химической стойкостью , малым порогом генерации и большим сроком службы.

Цель достигается за счет того, что в матрицу фосфатного стекла, содержащего окислы, щелочных металлов, соединения редкоземельных элементов, а также соедине34

ния урана, марганца, алюминия, цинка и опо-кой стойкости материала, что снижает стоива, тантала, ниобия, вольфрам.а, титана им.ость материала, циркония, вводят одно из соединений кальция, магния, стронция бария, бора, скандия,форм, ула изобретения нттрия или их комбинацию, цричем. сумм.ар- §

ное количество вводимых соединений состав-1. Активный материал для оптических

ляет 2-60 вес.%, а отдельные компонентыквантовых генераторов и усилителей на освведены в следующем соотношении, вес.%:нове соединений фосфора, окислов щелочных

соединения кальция до 30, соединения м.аг-металлов, соединений редкоземельных эления до ЗО, соединения стронция до 15, coe- Qментов, а также ингредиентов, выбранных

динения бария до 5 О, соединения бора доиз груипы, соединений урана, алкминия, м.ар20, соединения скандия до 10, соединенияганца, цинка, олова, тантала, ниобия, вольиттрия до 20.фрам.а, титана и циркония, отличаюБлагодаря введению в состав стекла ука- jsскорости кристаллизации, повышения оптизанных соединений, содержащих ионы с боль-ческой однородности и прочности к лазершой силой поля, удается в несколько разному излучению, в его состав введены ингснизить скорость его кристаллизации во всемредиенты, выбранные из группы, соединений

интервале рабочих температур, а также улуч-кальция, магния, стронция, бария, бора,

шить технологические свойства, необходимые 20скандия и иттрия, суммарное количество кодля варки в больших объемах и выработки,торых составляет 2-60 вес.%, причем, оти тем самым повысить оптическую однород-дельные ком,поненты, введены в следующем,

ность и прочность активного материала ксоотношении, вес.%: соединения кальция до

лазерному излучению.ЗО, соединения м.агния до ЗО, соединения

В то же время предлагаемый м.атериалсоединения бора до 20, соединения скандия

обладает высокими спектрально-люминес.цен-до 10, соединения иттрия до 20. тными и генерационными характеристиками,2. Материал по п.1, отличающиа также высокой химической стойкостью ии с я тем,, что, с целью снижения его себольщим. сроком службы. В большинстве слу- 30бестоим.ости, суммарное количество соедичаев наибольшего положительного эффектанений тантала, ниобия, вольфрама, титана

достигают при введении комбинации из нес-и циркония составляет 2-40 вес.% при слекольких соединений. При этом оказываетсядующем, соотношении компонентов, вес.%:

возможным значительно (в 1,5 - 5 раз)соединения тантала до 10, соединения цирснизить содержание таких м.ноговалентных кония до 6 , соединения титана до 10, соеэлементов, как тантал, ниобий, цирконий идинения ниобия до 35, соединения вольфрат.д. без существенного уменьшения хш шчес-м,а до 20.

392874 щийся тем , что, с целью уменьшения

25стронция до 15, соединения бария до 50,