DE1764982B2 - Farbstofflaser - Google Patents

Description

= 0 J-D

besteht, worin bedeuten

D (1) ein Wasserstoffatom,

(2) einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, dessen Substituenten aus Arylresten, Alkylesterresten mit 1 bis 4 C-Atomen oder Glukosyloxyresten bestehen,

(3) einen gegebenenfalls substituierten Arylrest mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen im Kern, dessen Substituenten aus Halogenatomen oder Alkyl- oder Alkoxyresten mit 1 bis 4 C-Atomen bestehen,

(4) einen Cyanorest oder

(5) einen gegebenenfalls substituierten hetero- _4Ü cyclischen Ring mit 5 oder 6 Ringatomen, von denen mindestens eines ein Stickstoffatom ist;

E (1) ein Wasserstoffatom,

(2) einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, dessen Substituenten aus Arylresten und Alkylesterresten mit 1 bis 4 C-Atomen bestehen,

(3) einen Hydroxylrest oder

(4) einen gegebenenfalls substituierten Arylrest mit 6 bis 10 C-Atomen im Kern, dessen Substituenten aus Alkyl- und/oder Alkoxyresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bestehen;

G und J

(1) Wasserstoffatome,

(2) Alkylreste mit 1 bis 8 C-Atomen,

(3) Hydroxy I reste,

(4) Alkoxyreste mit 1 bis 3 C-Atomen,

(5) Cyanoreste,

(6) Halogenatome,

(7) Alkylsulfonylreste mit 1 bis 4 C-Atomen, Arylsulfonylreste oder Sulfonamidoreste oder

(8) Glukosyloxyreste;

L (1) ein Wasserstoffatom,
(2) einen Hydroxylrest,

6o

(3) einer» Aminorest oder einen gegebenenfalls durch mindestens einen der folgenden Reste substituierten Aminorest:

a) einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 4 C-Atomen,

b) einen Hydroxylrest,

c) einen gegebenenfalls substituierten heterocyclischen Ring mit 5 oder 6 Ringatomen mit mindestens einem Stickstoffatom,

d) einem Alkylesterrest mit 1 bis 3 C-Atomen oder

e) einen Alkoxyalkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen in jeder Alkylgruppe,

(4) einen gegebenenfalls substituierten heterocyclischen Rest mit 5 oder 6 Ringatomen, von denen mindestens eines ein Stickstoffatom ist; und

M (1) ein Wasserstoffatom,

(2) einen Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen,

(3) einen Alkoxyrest mit 1 bis 3 C-Atomen,

(4) einen Cyanorest,

(5) ein Halogenatom,

(6) einen Alkylsulfonylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, einen Arylsulfonylrett oder einen Sulfonamidorcst,

(7) einen Alkylesterrest mit 1 bis 3 C-Atomen,

(8) einen Alkoxyalkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen in jeder Alkylgruppe oder

(9) einen Aryloxyrest.

3. Farbstofflaser nach Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Cumarinfarbstoff aus 7-Hydroxycumarin, 7-Hydroxy-4-methylcumarin oder Äsculin besteht.

4. Farbstofflaser nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Cumarinfarbstoff in Konzentrationen von etwa ΙΟ"¹ bis 10~⁸ Mol/Liter, vorzugsweise von 10"² bis 10~* Mol/Liter, vorliegt.

5. Farbstofflaser nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung des Cumarinfarbstoffe einen pH-Wert von 7 bis 11, vorzugsweise von etwa 9, aufweist.

Die Erfindung betrifft einen Farbstofflaser als optischen Sender oder Verstärker für kohärente Strahlung aus einem in einem Behälter enthaltenen flüssigen stimulierbaren Medium, das aus einer wäßrigen Lösung einer aromatischen organischen Verbindung besteht, mit einer Lichtquelle zur optischen Anregung.

Als Laser (zusammengezogen aus »light amplification by stimulated emission of radiation«) werden bekanntlich Lichtverstärkungsvorrichtungen bezeichnet, die die Erzeugung sehr intensiver Impulse kohärenten monochromatischen Lichts in Form eines scharf gebündelten, als »Laserstrahl« bezeichneten Strahls ermöglichen. Derartige Laserstrahlen können in verschiedenster Weise verwendet werden, z. B. zum Bohren, Schweißen oder Schneiden, da sie unter Erzeugung hoher Energiedichten scharf fokussiert werden können, ferner zum Ausrichten von Rohrleitungen, zum Nachweis und Erkennen schnell bewegter Gegenstände, z. B. Eisenbahnwagen, durch Ablesen von deren Nummern, sowie zur Überwachung von in Hochspannungsleitungen fließendem Strom. Eine mögliche Verwendung von

Laserstrahlen ist auf dem Gebiet des Nachrichtenwesens gegeben, da das optische Spektrum eine fast unbegrenzte Bandweite und Kapazität für Informationsübermittlungen aufweist.

Für die angegebenen Verwendungszwecke ist es vorteilhaft, wenn Laser zur Verfügung stehen, die bei den verschiedensten Wellenlängen des lichtspektnims, z. B. im infraroten, sichtbaren sowie ultravioletten Bereich, betrieben werden können. Da die Wellenlänge des in einem Lasermedium durch einen speziellen Energieübergang emittierten Lichts nur innerhalb eines engen Bereichs des Spektrums abgestimmt werden kann, werden zahlreiche Laserstoice, die sich zi»r Erzeugung stimulierbarer Medien bei verschiedenen Lichtfrequenzen eignen, benötigt. Die meisten der bisher bekannten, aJs Laserstoffe geeigneten Materialien sind fest oder gasförmig.

Der Brechungsindex von Flüssigkeiten ändert sich bekanntlich merklich bei Temperaturänderungen. Wird daher eine Flüssigkeit als Lasermedium verwendet, so muß sie an allen Stellen auf gleichmäßiger Temperatur gehalten werden, was in vorteilhafter Weise dadurch bewirkt wird, daß sie im Kreislauf durch einen Wärmeaustauscher geleitet wird. Die Zirkulation erfolgt zweckmäßig mit solcher Geschwindigkeit, daß das Medium durchwirbeit wird, um eine lokale Überhitzung zu vermeiden. Werden nämlich lokale Überhitzungen nicht verhindert, so führen diese Störungen im Brechungsindex der Flüssigkeit herbei und beeinträchtigen dadurch die Qualität des erzeugten Laserstrahls. Obwohl im Vergleich zu Feststoffen und Gasen die Eignung von Flüssigkeiten als Lasermedien bisher wenig untersucht wurde, erscheinen Flüssigkeiten als Laserstoffe besonders geeignet, da sie sowohl billiger als auch frei von den den Feststoffen eigenen Nachteilen, z. B. ohne Neigung zum Zerbrechen sowie frei von optischen Störungen, sind.

Es sind bereits Laser der verschiedensten Struktur bekannt. Eine zum Testen von flüssigen Lasermedien des verschiedensten Typs besonders geeignete Laservorrichtung wird z. B. von S ο r ο k i η und Mitarbeitern in IBM, Journal of research and development, Bd. 11, Nr. 2, März 1967, S. 148, beschrieben. Bei dieser bekannten Ausführungsform ist ein optischer Resonator vorgesehen, der ein flüssiges stimulierbares Medium innerhalb eines dünnwandigen Quarzzylinders enthält. Als Energiequelle zur Anregung der wirksamen Atome ist das stimulierbare Medium konzentrisch von einer Entladungslampe umgeben, die innerhalb eines äußeren dickwandigen Quarzzylinders ringförmig angeordnet ist. Der ringförmige Lampenbereich ist mit einem Luft-Argon-Gemisch gefüllt und weist Elektroden auf, die mit einem von einem Hochspannungsaggregat versorgten induktionsarmen Kondensator betriebsfähig verbunden sind. Der optische Resonator wird von koaxial einander gegenüberliegenden Spiegeln begrenzt.

Die als Lichtquelle verwendete Entladungslampe wird so ausgewählt, daß sie einen Impuls einer anregenden Strahlung von Wellenlängen, die mindestens im Bereich einer der Absorptionsbanden des stimulierbaren Mediums liegt, ausstrahlt. Wird das stimulierbare Medium angeregt, so dringen die gebildeten Lichtimpulse in das Medium ein, und Photonen mit einer Energie von geeigneter Wellenlänge werden durch die wirksamen Atome des Mediums absorbiert, wobei diese Atome von einem energiearmen Grundniveau über eine Reihe von Zwischenzuständen auf ein hohes Energieniveau angehoben werden, von dem aus schließlich der Strahlungsübergang erfolgt. Ein Laserstrahl kann sich dann ausbilden, wenn durch die Anregung durch das eingestrahlte Licht eine Umkehr des Energiezustandes der Besetzungsverteilung im stimulierbaren Medium erreicht ist.

Für flüssige stimulierbare Medien ist auch die Anregung durch einen weiteren Laser, z. B. durch einen impulsreichen Rubinlaser, bekannt.

ίο Wie bereits erwähnt, besitzen flüssige stimulierbare Medien gegenüber festen Medien zahlreiche Vorteile. Als flüssige stimulierbare Medien wurden bisher hauptsächlich in Lösungsmitteln dispergierte anorganische Stoffe verwendet. Es wurden jedoch praktisch so gut wie keine rein organischen Stoffe als Laserstoffe bekannt, da deren Verwendung besondere Probleme bei der Ausgestaltung der Laservorrichtung aufwirft. Aus der britischen Patentschrift 1 082 359 ist zwar die Verwendung organischer Verbindungen, gelöst oder suspendiert in Wasser oder organischen Lösungsmitteln, als stimulierbares Medium bekannt, doch handelt es sich hierbei um organische Ctoffe, die vor der Aussendung der Fluoreszenzstrahlung in nachteiliger Weise eine chemische Reaktion durchmachen müssen.

»5 Aufgabe der Erfindung ist es, einen vielseitig verwendbaren optischen Sender auf der Basis eines flüssigen stimulierbaren Mediums anzugeben, dessen Emissionsstrahlung im blauen Bereich des Spektrums erfolgt und innerhalb eines weiten Bereiches auf eine bestimmte Wellenlänge abstimmbar ist.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß die angegebene Aufgabe in besonders vorteilhafter Weise dadurch lösbar ist, daß als stimulierbares Medium eine wäßrige Lösung organischer Stoffe genau definierten Typs verwendet wird, wobei sich die Emission im blauen Bereich des Spektrums als besonders vorteilhaft erweist, da auf diese Weise die Verwendbarkeit von Lasern auf spektrographischem Gebiet und in der Nachrichtenübermittlung auf bisher praktisch nicht umfaßte Bereiche ausgedehnt wird.

Der Gegenstand der Erfindung berieht sich auf einen Farbstofflaser als optischer Sender oder Verstärker für kohärente Strahlung aus einem in einem Behälter enthaltenen flüssigen stimulierbaren Medium, das aus einer

♦5 wäßrigen Lösung einer aromatischen organischen Verbindung besteht, mit einer Lichtquelle zur optischen Anregung, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das stimulierbare Medium aus einer wäßrigen Lösung eines fluoreszierenden Cumarinfarbstoffes besteht.

Geeignet ist praktisch jeder Cumarinfarbstoff, der fluoresziert und in Wasser in einer Konzentration von mindestens 10~⁶ Mol pro Liter löslich ist. Die Fluoreszenz der verwendeten Farbstoffe ist sichtbar und kann mit Hilfe der üblichen bekannten Strahlungsquellen, z. B. durch Röntgenstrahlen, ultraviolettes, infrarotes oder sichtbares Licht, hervorgerufen werden. Typische geeignete fluoreszierende Cumarinfarbstoffe sind solche der allgemeinen Formel

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■■!==0
D

worin bedeuten

D (1) ein Wasserstoffatom,

(2) einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, dessen Substitaenten aus Arylresten, Alkylesterresteii mit 1 bis 4 C-Atomen oder Glukosyloxyresten bestehen können,

(3) einen gegebenenfalls substituierten Arylrest mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen im Kern, dessen Substituenten aus Halogenatomen oder Alkyl- oder Alkoxyresten mit 1 bis 4 C-Atomen bestehen,

(4) einen Cyanorest oder

(5) einen gegebenenfalls substituierten heterocyclischen Ring mit 5 oder 6 Ringatomen, von denen mindestens eines ein Stickstoffatom ist;

E (1) ein Wasserstoffatom,

(2) einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, dessen Substituenten aus Arylresten und Alkylesterresten mit 1 bis 4 C-Atomen bestehen,

(3) einen Hydroxylrest oder

(4) einen gegebenenfalls substituierten Arylrest mit 6 bis 10 C-Atomen im Kern, dessen Substituenten aus Alkyl- und/oder Alkoxyresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bestehen;

G und J

(1) Wasserstoffatome,

(2) Alkylreste mit 1 bis 8 C-Atomen,

(3) Hydroxylreste,

(4) Alkoxyreste mit 1 bis 3 C-Atomen,

(5) Cyanoreste,

(6) Halogenatome,

(7) Alkylsulfonylreste mit 1 bis 4 C-Atomen, Arylsulfonylrcste oder Sulfonamidoreste oder

(8) Glukosyloxyreste;

ίο

15

35

30

35

40

(1) ein Wasserstoffatom,

(2) einen Hydroxylrest,

(3) einen Aminorest oder gegebenenfalls einen durch mindestens einen der folgenden Reste substituierten Aminorest:

a) einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 4 C-Atomen,

b) einen Hydroxylrest,

c) einen gegebenenfalls substituierten heterocyclischen Ring mit 5 oder 6 Ringatomen mit mindestens einem Stickstoffatom,

d) einen Alkylrest mii 1 bis 3 C-Atomen oder

e) einen Alkoxyalkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen in jeder Alkylgruppe oder

(4) einen gegebenenfalls substituierten heterocyclischen Rest mit 5 oder 6 Ringatomen, von denen mindestens eines ein Stickstoffatom ist; und

M (1) ein Wasserstoffatom,

(2) einen Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen,

(3) einen Alkoxyrest mit 1 bis 3 C-Atomen,

(4) einen Cyanorest,

(5) ein Halogenatom,

(6) einen Alkylsulfonylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, einen Arylsulfonylrest oder einen Sulfonamidorest,

(7) einen Alkylesterrest mit 1 bis 3 C-Atomen,

(8) einen Alkoxyalkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen in jeder Alkylgruppe oder

(9) einen Aryloxy rest. 6$

Steht in der angegebenen allgemeinen Formel D für einen durch einen Arylrest substituierten Alkylrest, so kann dieser ζ. B. aus einem durch einen Phenylrest substituierten Alkylrest bestehen.

Steht D für einen Arylrest, so kann dieser z. B. ein Tolyl- oder Naphthylrest sein.

Steht D für einen gegebenenfalls substituierten 5- bis 6gliedrigen heterocyclischen Rest mit mindestens einem Stickstoffatom, so kann dieser z. B. ein Pyrazolylrest, ein Thiazolyl- oder ein Benzoxazolylrest sein.

Steht E für einen durch einen Arylrest substituierten Alkylrest, so kann dieser ein Arylrest, z. B. ein Phenylrest, sein.

Steht E für einen gegebenenfalls substituierten Arylrest, so kann dieser z. B. ein Tolyl- oder Naphthylrest sein.

Stehen G und J für Arylsulfonylreste, so können diese z. B. aus Benzolsulfonyl- oder Toluolsulfonylresten bestehen.

Steht L für einen Aminorest, der durch einen heterocyclischen Ring substituiert ist, so kann dieser z. B. ein Pyrazolyl-, Triazinyl-, Thiazolyl- oder ein Triazolylrest sein.

Steht L für einen 5- oder 6ghedrigen heterocyclischen Rest rrit mindestens einem Stickstoffatom, so kann dieser z. B. ein Pyrazolyl-, Triazolyl- oder Thiazolylrest sein.

Steht M für einen Arylsulfonylrest, so kann dieser z. B. ein Benzolsulfonylrest oder ein Toluolsulfonylrest sein. Steht M für einen Aryloxyrest, so kann dieser z. B. ein Phenoxyrest sein.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von substituierten 7-Hvdroxy-cumarinen erwiesen.

Typische geeignete wasserlösliche Cumarinfarbstoffe werden z. B. in den USA.-Patentschriften 2 929 822, 3 014 041, 3123 617, 3 244 711, 3 251851, 3 271 412 und 3 288 804 sowie in der britischen Patentschrift 1052 692, in der niederländischen Patentschrift 6607767 und in der kanadischen Patentschrift 764445 beschrieben.

Typische geeignete Cumarine werden in der folgenden Tabelle I aufgeführt:

Tabelle I

1. 7-Hydroxy-4-methyl-cumarin,

2. 6,7-Hydroxy-4-methyl-cumarin,

3. 5,7-Hydroxy-4-methyl-cumarin,

4. 7-Hydroxy-3-benzyl-4-methyl-cumarin,

5. 7-Hydroxy-3-phenyl-cumarin,

6. 4,7-Hydroxy-3-äthoxycarbonyI-cumarin,

7. 7-Hydroxy-3-cyano-4-methyl-cumarin,

8. 7-Hydroxy-3-methylcarbonyl-cumarin,

9. 7-Hydroxy-3-phenyl-4-methyl-cumarin,

10. Äsculin,

11. 7-Hydroxy-3-benzoxyzolyl-cumarin,

12. 7-Hydroxy-4-phenyl-cumarin,

13. 7-Hydroxy-5-metnyl-cumarin,

14. 7-Hydroxy-5-methoxy-cumarin,

15. 7-Hydroxy-5-cyano-cumarin,

16. 7-Hydroxy-5-chlor-cumarin,

17. 7-Hydroxy-5-methylsulfonyl-cumarin,

18. 7-Hydroxy-6-methyl-cumarin,

19. 7-Hydroxy-6-äthoxy-cumarin,

20. 7-Hydroxy-6-cyano-cumarin,

21. 7-Hydroxy-6-brom-cumarin,

22. 7-Hydroxy-6-äthylsulfonyl-cumarin₎

23. 3-Benzosazolyl-cumarin,

24. 7-Dimethylamino-4-methyl-cumarin,

25. 7-Triazolyl-4-methyl-cumarin,

26. 7-Hydroxy-8-methyl-cumarin,

lit la ai ir ei

•st 27. 7-Hydroxy-8-äthoxy-cumarin, Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher

28. 7-Hydroxy-8-cyano-cumarin, erläutern,

in 29. 7-Hydroxy-8-chlor-cumarin, B e i s ο i e 1 1

30. T-Hydroxy-S-benzosulfonyl-cumarin.

is Sl Liter einer 10~³molaren 7-Hydroxy-4-methylis Wird das im Farbstofflaser nach der Erfindung vor- cumarinlösung in Wasser wurde als stimulierbares >- liegende stimulierbare Medium- mit Hilfe einer Ent- Medium in das Gehäuse eines Kühlspiralen enthaltenladungsblitzlampe oder eines gepulsten Rubinlasers den Wärmeaustauschbehälters eingebracht und durch angeregt, so wird, wie bereits erwähnt, ein Laserstrahl eine Leitung im Kreislauf durch den optischen Resomit einer Wellenlänge im blauen Bereich des Spektrums io nator eines Lasers geführt. Um lokale Überhitzung zu erzeugt. vermeiden, wurde die Farbstofflösung mit solcher Die zur Lichtemission verwendeten Medien können Geschwindigkeit umgewälzt, daß in der im optischen die fluoreszierenden Cumarinfarbstoffe in den ver- Resonator befindlichen Lösung eine Durchwirbelung schiedensten Konzentrationen enthalten, z. B. in Kon- erfolgte. Der pH-Wert der Farbstofflösung wurde mit zentrationen von 1O^-1 bis 10~⁵ Mol/Liter, vorzugsweise 15 Natriumhydroxyd auf 9,0 eingestellt. Der im optischen von 10~² bis 10"⁴ Mol/Liter. Resonator befindliche Lösungsbehälter wies eine Länge Die erfindungsgemäßen stimulierbaren flüssigen von 15 cm und einen Durchmesser von 15 mm auf, im Medien können in den üblichen bekannten Lasern, übrigen ähnelte die verwendete Laservorrichtung der in besonders vorteilhafter Weise in dem oben angege- oben beschriebenen von S ο r ο k i n.
benen, von Sorokin und Mitarbeitern beschriebenen 20 Durch die Zirkulation der Farbstofflösung durch Laser verwendet werden. den Wärmeaustauscher wurde die durch die Ent-Die im Farbstofflaser nach der Erfindung vorliegen- ladungsblitzlampe erzeugte Wärme abgeführt und daden stimulierbaren Medien sind zwischen etwa 420 und durch die Farbstoff lösung auf einer gleichmäßigen 520 nm zur Emission von Licht einer bestimmten Temperatur gehalten, wodurch lokale Überhitzung Wellenlänge in der Weise abstimmbar, daß einer der im 25 vermieden und der Brechungsindex der Lösung kon-Innern des optischen Resonators angebrachten Reflek- stant gehalten wurde. Die der Entladungsblitzlampe toren durch ein Beugungsgitter ersetzt wird. Bei einem ausgesetzte wirksame Länge des Farblösungsbehälters bestimmten Gitterwinkel wird nur Licht einer be- betrug 10 cm. Die zusätzlichen 5 cm wurden für die stimmten Wellenlänge durch den optischen Resonator Anschlüsse des Zirkulationssystems vom und zum zurückreflektiert, wohingegen andere Wellenlängen 30 Wärmeaustauscher benötigt. Jeweils 7,5 cm von den in verschiedene Richtungen gestreut werden. Der durch Stirnflächen des das stimulierbare Medium enthaltendie Farbstofflösung zurückreflektierte Anteil des Lichts den Flüssigkeitsbehälters entfernt, und koaxial dazu löst in den Molekülen weiteres Licht derselben Wellen- waren Silberspiegel mit 75 % Reflexion angeordnet,
länge aus und erzeugt dadurch einen hochgradig mono- Die Farbstoffatome wurden durch das durch die chromatischen, stark gebündelten Lichtstrahl der ge- 35 Entladung eines induktionsarmen Kondensators der wünschten Wellenlänge. Die stimulierbaren Medien den Farblösungsbehälter ringförmig umgebenden Entkönnen ferner in der Weise auf eine bestimmte Wellen- ladungsblitzlampe erzeugte Licht angeregt. Die Entlänge abgestimmt werden, daß die Konzentration an ladungsenergie betrug 100 Joule bei einer Gipfel-Farbstoff verändert wird, wobei höhere Farbstoff- spannung von 2OkV über die gesamte Entladungskonzentrationen zur Erzeugung von Laserstrahlen mit 40 blitzlampe. Das Laserspektrum wurde mit Hilfe einer größerer Wellenlänge führen. Sensitometerkurve eines spektrographischen Aufzeich-Die im Farbstofflaser nach der Erfindung als stimu- nungssystems erhalten. Es wurde gefunden, daß die lierbare Lösungen vorliegenden Cumarinfarbstoff- Emission des kohärenten Lichts bei einem Maximum lösungen weisen in besonders vorteilhafter Weise einen von 454 nm bei einer Bandenbreite bei halber Höhe pH-Wert zwischen 7 und 11 auf. Bei einem pH-Wert 45 des Bandenmaximums von 35 Ä erfolgte. Die Ausunter etwa 8 nimmt die Energieausstrahlung ab. Bei strahlungsenergie betrug etwa 10~² Joule bei einer mit einem pH-Wert über etwa 11 wird nur noch erne ge- einem Radiometer (Edgerton, Germershausen ringe Verbesserung der Laserstrahlqualität erzielt, und und Grier) gemessenen Ausstrahlungsimpulsbreite die Wirksamkeit des Lasers fällt stark ab. Der geeignete von 3 · 10-' Sekunden.
pH-Wert kann mit Hilfe der üblichen bekannten alkali- 50

sehen Materialien, z. B. mit Alkalimetallhydroxyden, Beispiel 2
beispielsweise Natrium- oder Kaliumhydroxyd, eingestellt werden. Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß Zur Herstellung der erfindungsgemäßen stimulier- als stimulierbares Medium an Stelle von 7-Hydroxybaren Medien sind außer Wasser auch noch andere 55 4-cumarin Äsculin, ein substituiertes 7-Hydroxycuma-Lösungsmittel verwendbar. Die Eignung der Lösungs- rin, verwendet wurde. Die Entladungsenergie betrug mittel zur Herstellung der Laserfarbstofflösungen 100 Joule bei einer Gipfelspannung von 2OkV über hängt insbesondere vom Typ des verwendeten Färb- die gesamte Entladungsblitzlampe. Das durch die Stoffs und der gewünschten Farbstoffkonzentration ab. Densitometerkurve eines spektrographischen Auf-Wird ein Gemisch aus Lösungsmittel und Wasser ver- 60 Zeichnungssystems erhaltene Laserspsktrum zeigte, daß wendet, so soll das erhaltene Lösungsmittelgemisch die Emission des kohärenten Lichts bei einem Maxivorzugsweise mindestens etwa 5 Gewichtsprozent mum von 454 nm bei einer Bandenbreite bei halber Wasser enthalten, da die erfindungsgemäß verwend- Höhe des Bandenmaximums von 35 Ä erfolgte,
bare Lösung mindestens teilweise polarisiert oder zur

Aufnahme einer elektrischen Ladung fähig sein soll. 65 B e i s ρ i e 1 3
Bei Verwendung eines Gemisches aus Wasser und

organischem Lösungsmittel sollen die verwendeten Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß

Lösungsmittel vollständig miteinander mischbar sein. als stimulierbares Medium T-Hydroxy-^methylcuma-

rin durch die in Tabelle I aufgeführten Verbindungen 2 bis 9 und 11 bis 30 ersetzt wurde. Es wurden entsprechende Ergebnisse erhalten.

Beispiel 4

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß einer der beiden Spiegel des optischen Resonators durch ein Rückspiegelungsgitter ersetzt wurde. Je

10

Cumarinfarbstoff ausgestrahlten Lichts auf Wellenlängen zwischen 420 und 520 nm abgestimmt.

Beispiel 5

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, da£ die Konzentration der Cumarinfarbstoffe in Wassei zwischen 10~² und 10~⁴ molar variiert wurde. Die Frequenz des vom stimulierbaren Medium ausgestrahlten Lichts wurde dabei auf verschiedene Wellenlänger

nach Gitterwinkel wurde die Frequenz des vom io zwischen 420 und 520 nm abgestimmt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Farbstofflaser als optischer Sender oder Verstärker für kohärente Strahlung ans einem in einem Behälter enthaltenen flüssigen stimulierbaren Medium, das aus einer wäßrigen Lösung einer aromatischen organischen Verbindung besteht, mit einer Lichtquelle zur optischen Anregung, dadurch gekennzeichnet, daß das stimulierbare ι ο Medium aus einer wäßrigen Lösung eines fluoreszierenden Cumarinfarbstoffes besteht.

2. Farbstofflaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fluoreszierende Cumarinfarbstoff aus einem Cumarin der Formel