DD143986A1 - Laseraktives medium fuer farbstofflaser - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein laseraktives Medium für Farbstofflaser des Spektraibereiches von 500 bis 620 nm. Er ist anwendbar als Strahlungsquelle in der Photochemie und Photobiologie und in bestimmten Zweigen der Medizin, sowie als Anregungs- und Hintergrundlichtquelle für die Spektroskopie angeregter Zustände der Materie. Es wird ein in einfacherWeise herzustellendes laseraktives Medium angegeben, das bei einer für Pumpzwecke geeigneten Wellenlänge, beispielsweise im nahen UV bei 337 nm, ausreichend absorbiert, mit guter Quantenausbeute im roten Spektralbereich fluoresziert, geringe Verluste bei der stimulierten Emission zeigt und eine ausreichende photochemische Stabilität aufweist. Erfindungsgemäß wird als laseraktives Medium ein in einem Lösungsmittel gelöster Bor-Azomethinfarbstoff-Komp!ex verwendet, und zwar eine Verbindung der Struktur. — Formel —

Description

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Laseraktives Medium für Farbstofflaser

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein laseraktives. Medium für Farbstofflaser des Spektralbereiches von 500 - 620 nm. Er.ist anwendbar als Strahlungsquelle in der Photochemie, in der Photobiologie und in bestimmten Zweigen der Medizin, sowie als Anregungs— und Hintergrundlichtquelle für die Spektroskopie angeregter Zustände der Materie.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Hit Fanosekundenimpuls-Farbstofflasern ist gegenwärtig der Spektralbereich von 330 — 1180 nm bei hoher Pumpleistung lückenlos zugänglich ('Dye Lasers', Springer-Verlag, Berlin—Heidelberg—Uew York 1973)» Als Lasermaterialien dienen dabei Lösungen fluoreszierender organischer Farbstoffe» Der jeweilige Laserbereich wird durch den Fluoreszenzbereich der Farbstoffe bestimmt. Als Pumplichtquelle für ITanosekundenimpuls-Farbstofflaser finden im wesentlichen Impulslaser mit fester Wellenlänge Verwendung. Diese bewirken eine hinreichende Bevölkerung des Laserausgangsniveaus, und zwar entweder direkt oder über höhere Anregungszustände oder, bei Farbstoffmischungen, auf dem Wege einer Energieübertragung» ZwiBchen Pumpvorgang und Laserprozeß können verschiedene Verlustmechanismen v/irksam .werden, die die Güte des jeweiligen Lasermaterials bestimmen. Ein Maß für die Güte eines Farbstofflasermaterials ist der Umwandlungsgrad der Punmpstrahlung in Laserstrahlung bzw. die erforderliche Pumpleistung an der Laserschwelle, jeweils bezogen auf definierte Resonatorbedingungen.

Ein zweiter wesentlicher Gesichtspunkt der Beurteilung von La— sermaterialien ist der Grad der Kompliziertheit ihrer Präparation.

Weiterhin ist bekannt, fur den Spektralbereich von 500 bis .620 nm bestimmte Lasermaterialien einzusetzen (US—Patent 2.'166· 044y US-Patent. 2. 156. 723ψ US-Patent 3. 521, 187). Die verwendeten Materialien sind entweder aus teuren Ausgangs— materialien über mehrstufige Synthesen in meist nicht sehr reiner Form erhältlich, was naturgemäß aufwendige und kostspielige Reinigungsoperationen der Lasermaterialien nach sich zieht, oder ihre Laserschwelle liegt vergleichsweise hoch,, so daß sie intensive Pumplaser erfordern. _:

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, ein laseraktives Medium für Farbstofflaser des Spektralbereiches von 500 — 620 nm in einfacher Weise verfügbar zu machen. .

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Optimierung eines Farbstofflasers ein Lasermaterial anzugeben, das bei einer für Pumpzwecke geeigneten Wellenlänge, beispielsweise im nahen UV bei 337 nm, ausreichend absorbiert, mit guter Quantenausbeute im Spektralbereich zwischen 500 und 600 nm fluoresziert, geringe Verluste bei der stimulierten Emission zeigt, eine ausreichende photochemische Stabilität aufweist und die geschilderten Nachteile der zum Stand der Technik gehörenden technischen Lösungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch ein laseraktives Medium für Farbstofflaser erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Lösungs— mittel ein Bor-Azomethinfarbstoff-Komplex gelöst ist, und zwar eine Verbindung der Struktur

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worin R eine O-Acyl- oder Phenylgruppe ist, R , R , PS ein

Wasserstoffatom und R^ eine substituierte Aminogruppe oder R² und R^ ein ungesättigter Ring und R^ und Ή? Y/asserstoffatome sind. Als Lösungsmittel für die Bor-Azomethinfarbstoff-Komplexe werden Benzol, Toluol, Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Aceton, Essigester, Acetonitril, Dimethylsulfoxid oder Dimethylformamid verwendet.

Ausführungsbeispiele

Das Wesen der Erfindung soll an fünf Ausführungsbeispielen näher erläutert v/erden»

Beispiel 1

Die Verbindung der Struktur

gelöst in Toluol, wird transversal mit einem Stickstoff—Impuls— laser (A = 337 nm, ca» I LTW Leistung, 4 nsec Halbwertsbreite, Folgefrequenz 5 Kz) gepumpt. Die Anregungsstrahlung wird mittels- einer Quarzzylinderlinse (f =. 100 mm) auf das aktive Material fokussiert, das sich in einer allseitig polierten Spektralphotometerküvette aus Quarz, Schichtdicke 1 cm, befindet. ..-Die planparallelen Küvettenwände bilden den Färbstoffresonator. Die Farbstoffkonzentration beträgt 4,5 ° 10 Mol/l. Unter diesen.Bedingungen erstreckt sich der Breitband-Laserbereich von 525 bis 550 nm₀ Bei einer Polgefrequenz des StickstoffImpulslasers von-5 Hz kann ohne Umpumpen des Färbstofflasermaterials gearbeitet werden.

In einem Langz.eit-Stabilitätstest über 10 Impulse zeigen sich keine merkbaren Änderungen im Absorptionspektrum des Lasermaterials und in den Lasereigenschaften.

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Beispiel'2

Die experimentellen Bedingungen sind wie unter Beispiel 1, nur daß als aktives Material die Substanz der Formel

gelöst in Toluol, verwendet wird.

Der Breitband-Laserbereich erstreckt sich von 518 - 552 mn.

Beispiel 3

Die experimentellen Bedingungen sind wie unter Beispiel 1, als aktives Material wird die Verbindung

verwendet, gelöst in Toluol»

Der Breitband-Laserbereich erstreckt sich von 510 — 542 mn«

Beispiel 4 '.

Die experimentellen Bedingungen sind wie unter Beispiel 1, nur daß als aktives Material die Verbindung

zur Anwendung kommt, gelöst in Toluol,

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Der Breitband—Laserbereich erstreckt sich, von 600 — 608 mn. Beispiel 5 ' .-

Die experimentellen Bedingungen sind wie-unter Beispiel 1, als aktives Material verwendet man die Verbindung

gelöst in Toluol.

Der Breitband—Laserbereich, erstreckt sich von 605 - 615 mn.

Claims (4)

Erfindungsanspruch ·

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worin R eine 0-Acyl- oder Phenylgruppe ist, R , R ,. R^v ein · Wasserstoffatom und R eine substituierte Aminogruppe oder R und R ein ingesättigter Ring und R und R Wasserstoffatome sind,

1, laseraktives Medium für Farbstofflaser, gekennzeichnet dadurch, -daß in einem lösungsmittel ein Bor-Azomethiniarbstofz-Komplex gelöst ist, und zwar eine Verbindung der Struktur

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2. laseraktives Medium für Farbstofflaser nach Punkt !,.dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Benzol, Toluol, Methylenchlorid, Aceton, Essigester, Acetonitril, Dimethylsulfoxid oder Dimethylformamid verwendet werden.

3. Laseraktives Medium für Farbstofflaser nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Pumplichtquelle die Strahlung eines lianosekundenimpuls-Lasers im nahen UY verwendet wird.

4· Laseraktives Medium für Farbstofflaser nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur spektralen Einengung und Durchstimmung ein dispersiver Resonator vorgesehen ist.