ЛАЗЕРНОЕ ВЕЩЕСТВО Советский патент 1994 года по МПК H01S3/207 

Изобретение относится к новым лазерным материалам, пригодным для получения лазерных эффектов в квантовой электронике.

Известно лазерное вещество для жидкостных лазеров, активированных редкоземельным элементом.

Недостатками этого вещества являются высокая токсичность и неустойчивость во времени жидких лазерных растворов на их основе.

Наиболее близким к предлагаемому является лазерное вещество, содержащее матрицу на основе оксихлорида фосфора (РОCl₃) и редкоземельного элемента. Материал состоит из оксихлорида фосфора, галогенидов металлов, активированных редкоземельным элементом, в частности гидроокисью неодима. Компоненты в этом материале находятся в соотношении, %: оксихлорид фосфора 15-98, галогениды металлов 1-60, редкоземельный элемент 0,1-25.

Недостатком этого активного вещества являются необратимые изменения, происходящие в жидких растворах, в результате которых выпадают в осадок комплексные соединения неодима.

Вследствие этого жидкая матрица на основе оксихлорида фосфора теряет свои лазерные свойства. Этот процесс выпадения осадка из неравновесных растворов происходит в течение одного года.

Целью изобретения является повышение срока службы.

Эта цель достигается благодаря тому, что в лазерное вещество, содержащее матрицу на основе оксихлорида фосфора и редкоземельного элемента, введен оксид цинка (ZnO) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Оксихлорид фосфора 67-98 Оксид цинка 1,9-26 Редкоземельный элемент 0,1-7
Благодаря такому сочетанию компонентов получается низкотемпературное стекло, т.е. вещество, которое при 30-70^оС находится в жидком состоянии, а ниже затвердевает. В отличие от прототипа, в котором в РОСl₃ вводят гидроокись неодима и тетрахлорид олова (SnCl₄) и получают жидкостную матрицу состава: [Nd(POCl₃)₆] ₂(SnCl₆)₃ + + х(POCl₂)₂SnCl₆ + yPOCl₃ + zSnCl₄, в данном изобретении получают полужидкий стеклообразный материал состава (NdCl₃)_n (POCl₃)_m (ZnO)_v с температурой размягчения стеклообразной фазы 30-70^оС. Для получения вещества были приготовлены смеси ингредиентов различного состава с различными редкоземельными элементами, введенными в виде хлорида (см.табл.1).

Получают вещество сольвотермальным способом, т.е. синтезируют в воздушном термостате в запаянных ампулах при 120^оС в течение 24 ч. Ампулам в термостате сообщают вращательное движение со скоростью 36 об/мин. Термостатирование при 25^оС приводит к расслоению системы на две фазы: верхнюю - жидкую и нижнюю - стеклообразную. Составы обеих фаз качественно одинаковы и представляют трехкомпонентные системы. Вещество синтезировано из безводных компонентов, обладает отличными люминесцентными свойствами. Лазерные свойства полученных веществ приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, лазерные свойства данного вещества соответствуют требованиям, предъявляемым к этим веществам.

Данное вещество позволяет отказаться от создания прокачного лазера. Этим самым снимается вопрос о создании дорогостоящей системы прокачки. Кроме того, он может быть регенерирован в кювете, т.е. не требует замены деформированных стеклянных активных элементов.

Таким образом, создано вещество, которое в зависимости от окружающей температуры может быть жидким или твердым, не изменяя лазерных свойств, при этом срок службы вещества свыше 10 лет.

ЛАЗЕРНОЕ ВЕЩЕСТВО, содержащее матрицу на основе оксихлорида фосфора и редкоземельного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы, в него введен оксид цинка при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Оксихлорид фосфора 67 - 98
Оксид цинка 1,9 - 26
Редкоземельный элемент 0,1 - 7