DD262946A1 - SAVERABLE ABSORBER FOR NITROGEN LASER - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen saettigbaren Absorber fuer Stickstofflaser, insbesondere fuer TEA-Stickstofflaser zur Impulsformung und Impulsverkuerzung. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der saettigbare Absorber als organische Verbindung ein akzeptorsubstituiertes N,N-Dialkylaminobenzen der Formel I enthaelt, wobei R1; R2 einen beliebigen Alkylrest, vorzugsweise eine Methylgruppe bedeuten und X eine Cyanogruppe (CN), eine Estergruppe (COOR mit beliebigem Alkylrest R), vorzugsweise jedoch eine Aldehydgruppe (CHO) bedeutet. Fuer das N,N-Dialkylaminobenzen ist ein organisches Loesungsmittel vorgesehen, das im Bereich um 337 nm transparent ist, vorzugsweise Ethanol, Methanol, Dimethylsulfoxid, Dioxan oder Tetrahydrofuran. Formel IThe invention relates to a satellable absorber for nitrogen laser, in particular for TEA nitrogen laser for pulse shaping and pulse shortening. The invention is characterized in that the satellable absorber contains, as organic compound, an acceptor-substituted N, N-dialkylaminobenzene of the formula I where R1; R 2 is any alkyl radical, preferably a methyl group, and X is a cyano group (CN), an ester group (COOR with any alkyl radical R), but preferably an aldehyde group (CHO). For the N, N-dialkylaminobenzene, an organic solvent is provided which is transparent in the region around 337 nm, preferably ethanol, methanol, dimethyl sulfoxide, dioxane or tetrahydrofuran. Formula I
Description
Die Erfindung betrifft einen sättigbaren Absorber für Stickstoff laser, insbesondere für TEA-Stickstofflaser zur Impulsformung und Impulsverkürzung.The invention relates to a saturable absorber for nitrogen laser, in particular for TEA nitrogen laser for pulse shaping and pulse shortening.
TEA-Stickstofflaser besitzen eine Impulshalbwertsbreite von etwa 500 ps sowie einen für Superstrahier typischen flachen Anstieg und Auslauf des Impulses.TEA nitrogen lasers have a pulse width half width of about 500 ps as well as a shallow rise and fall of the pulse typical of super-sharks.
Für viele Anwendungsgebiete, wie zum Beispiel für die zeitaufgelöste Spektroskopie und die Erzeugung von ultrakurzen Farbstofflaserimpulsen ist eine weitere Verkürzung der Stickstofflaserimpulse vorteilhaft. Dies trifft in gleicherweise auch für die Impulsform zu.For many applications, such as for time-resolved spectroscopy and the generation of ultrashort dye laser pulses, further shortening of the nitrogen laser pulses is advantageous. In the same way, this also applies to the form of impulses.
Hierzu sind aus der Literatur zwei Lösungen bekannt. Bei der ersten Lösung wird der Gasdruck im Laserkanal erhöht. Bei Gasdrücken von mehr als 4 · 10"16MPa lassen sich Impulshalbwertsbreiten von weniger als 100 ps erreichen (Appl. Phys. Letters 28 [1976] 272). Ein entscheidender Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß sie technisch außerordentlich aufwendig ist, da der Laserkopf mit den zugehörigen Elementen druckfest angeordnet werden muß.For this purpose, two solutions are known from the literature. The first solution increases the gas pressure in the laser channel. With gas pressures of more than 4.times.10.sup.- 16 MPa, pulse widths of less than 100 ps can be achieved (Phys. Letters 28, 272, 272) Laser head with the associated elements must be arranged flameproof.
Die zweite Variante zur Impulsverkürzung besteht in der Verwendung von sättigbaren Absorbern. Hierbei wird zum Beispiel eine entsprechende Farbstoff lösung im Strahlengang des Laser angeordnet. Für Stickstofflaser sind hierfür bisher nur die Farbstoffe p-Bis(o-methylstyryl)-benzen und POPOP(1,4-Di(2-(5-phenyloxazolyl))-benzen eingesetzt worden (J. Photochem. 14 [1980] 1; Proceedings ofthe4th. conference on luminescence, S. 315, Szeged, 1982). Mit diesen Farbstoffen konnte Impulsverkürzungen von etwa 30% realisiert werden. Nachteilig wirkte sich hierbei die sehr große Schwächung des Impulses (93-96%) aus.The second variant for pulse shortening is the use of saturable absorbers. In this case, for example, a corresponding dye solution is arranged in the beam path of the laser. For nitrogen lasers, only the dyes p-bis (o-methylstyryl) -benzene and POPOP (1,4-di (2- (5-phenyloxazolyl)) - benzene have heretofore been used (J. Photochem., 14 [1980] 1; Proceedings ofthe4th, conference on luminescence, page 315, Szeged, 1982.) These dyes could be used to achieve pulse reductions of about 30%, which had the disadvantage of a very large attenuation of the momentum (93-96%).
Ziel der Erfindung ist die Impulsverkürzung bzw. Verformung von Stickstofflaserimpulsen ohne großen technischen Aufwand und bei nur geringer Schwächung der Laserimpulse.The aim of the invention is the pulse shortening or deformation of nitrogen laser pulses without great technical effort and only slight weakening of the laser pulses.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sättigbare Absorber auf Farbstoffbasis mit einer Absorptionscharakteristik um 337 nm anzugeben, die als passive optische Schalter die Strahlung eines Stickstofflasers zeitlich verkürzen und verformen und die einen hohen Wirkungsquerschnitt σ bei der Weilenlänge der Strahlung eines Stickstofflasers aufweisen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der sättigbare Absorber als organische Verbindung ein akzeptorsubstituiertes Ν,Ν-Dialkylaminobenzen der Formel I enthält,The invention has for its object to provide saturable absorber based on dye with an absorption characteristic of 337 nm, which shorten the time as a passive optical switch the radiation of a nitrogen laser and deform and have a high cross section σ at the wavelength of the radiation of a nitrogen laser. The object is achieved according to the invention in that the saturable absorber contains as an organic compound an acceptor-substituted Ν, Ν-dialkylaminobenzene of the formula I,
O)-O)-
Formel I ( Formula I (
wobei Ri; R2 einen beliebigen Alkylrest, vorzugsweise eine Methylgruppe bedeuten und X eine Cyanogruppe (-C=N), eine Estergruppe (-COOR mit beliebigem Alkylrest R), vorzugsweise jedoch eine Aldehydgruppe (-CHO) bedeutet. Für das Ν,Ν-Dialkylaminobenzen ist ein organisches Lösungsmittel vorgesehen, das im Bereich um 337 nm transparent ist, vorzugsweise Ethanol, Methanol, Dimethylsulfoxid, Dioxan oder Tetrahydrofuran.where Ri; R 2 is any alkyl group, preferably a methyl group and X is a cyano group (-C = N), an ester group (-COOR with any alkyl radical R), but preferably an aldehyde group (-CHO). For the Ν, Ν-dialkylaminobenzene an organic solvent is provided which is transparent in the range of 337 nm, preferably ethanol, methanol, dimethyl sulfoxide, dioxane or tetrahydrofuran.
Das Absorptionsmaximum der erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen liegt in Abhängigkeit von den Substituenten Ri, R2 und X und dem verwendeten Lösungsmittel im Bereich von 320-380nm, der Absorptionsquerschnitt σ bei 337 nm zwischenThe absorption maximum of the compounds used according to the invention is dependent on the substituents R 1, R 2 and X and the solvent used in the range of 320-380 nm, the absorption cross-section σ at 337 nm between
1 - 2 1(T16Cm2. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäß als sättigbarer Absorber eingesetzte akzeptorsubstituierten NrN-Dialkylaminobenzene im Vergleich zu den bisher für diesen Zweck verwendeten organischen Verbindungen besteht darin, daß in Abhängigkeit vom verwendeten Lösungsmittel Impulsverkürzungen bis zu 30% erzielt werden können. Die hierbei auftretenden Verluste sind ebenfalls lösungsmittelabhängig und betracjen weniger als 30%.1 -. 2 1 (T 16 cm 2 The main advantage of the present invention as a saturable absorber used acceptor-N r N-Dialkylaminobenzene compared to the previously used for this purpose, organic compounds is that depending on the solvent used pulse reductions up to 30% The resulting losses are also solvent dependent and less than 30%.
Die Erfindung wird nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert: Nr. 1: DimethylaminobenzaldehydThe invention is explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments: No. 1: dimethylaminobenzaldehyde
CH.CH.
Nr.2: DiethylaminobenzaldehydNo.2: Diethylaminobenzaldehyde
Die Parameter der zwei ausgewählten Verbindungen Nr. 1 und Nr. 2 sind in Tab. 1 zusammengestellt. Zur Demonstration ihrer Eigenschaften als sättigbare Absorber für Stickstofflaser wurden die Lösungen der Verbindungen Nr. 1 und Nr. 2 in einem Versuchsauf bau angeordnet. Als Laser wurde ein TEA-Stickstofflaser mit dreistufiger Anordnung verwendet. Die Impulshalbwertsbreite betrug 500ps und die Impulsleistung etwa 50OkW.The parameters of the two selected compounds Nos. 1 and 2 are summarized in Table 1. In order to demonstrate their properties as saturable absorbers for nitrogen lasers, the solutions of Compound Nos. 1 and 2 were placed in an experimental setup. The laser used was a three-stage TEA nitrogen laser. The pulse half width was 500 ps and the pulse power about 50 okW.
Die Strahlung des Lasers wurde mit einer Quarzlinse auf die Küvette (1 mm Schichtdicke) mit der absorbierenden Lösung fokussiert. Die Intensität der Anregungsstrahlung konnte zwischen 10 MW/cm2 und 1 GW/cm2 variiert werden. Die Laserstrahlung hinter der Küvette wurde entweder mit dem Energiemeßgerät PEM 512 oder mit dem Streakkamerasystem TDS 200 vermessen.The radiation of the laser was focused with a quartz lens on the cuvette (1 mm layer thickness) with the absorbing solution. The intensity of the excitation radiation could be varied between 10 MW / cm 2 and 1 GW / cm 2 . The laser radiation behind the cuvette was measured either with the PEM 512 energy meter or the TDS 200 streak camera system.
Tabelle 1: Parameter der Verbindungen Nr. 1 und Nr. 2Table 1: Parameters of Compounds No. 1 and No. 2
Nr. Lösungsmittel Amax[nm] o(337nm)[cm2]No. Solvent A max [nm] o (337nm) [cm 2 ]
T„[%]T "[%]
maximale Impulsverkürzungmaximum pulse shortening
10ΙΟ" ΙΟ"10ΙΟ "ΙΟ"
75 80 7575 80 75
11 30 2011 30 20
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD30590687A DD262946A1 (en) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | SAVERABLE ABSORBER FOR NITROGEN LASER |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD262946A1 true DD262946A1 (en) | 1988-12-14 |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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DD (1) | DD262946A1 (en) |
-
1987
- 1987-08-11 DD DD30590687A patent/DD262946A1/en not_active IP Right Cessation
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