DE1764982C

DE1764982C - Farbstofflaser

Info

Publication number: DE1764982C
Application number: DE19681764982
Authority: DE
Inventors: Benjamin Breneman Peter son Otis Granville Reithel Raymond Francis Rochester NY Snavely (V St A )
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1967-09-18
Filing date: 1968-09-17
Publication date: 1973-05-17

Description

L— O

J D

besteht, v.orin bedeuter.

D (l)ein Wasserstoffatom,

(2) einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, dessen Substituenten aus Arvlresten, 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 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,
Arylsulfonylreste oder Sulfonamidoreste
oder

(8) Glukosyloxyreste;

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

40

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

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

b) einen Hydroxylrest,

c) einen gegebenenfalls substituierten heterocyclischen Ring mit 5 oder 6 Ringatorren 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 ' M ein Wasserstoffatom,

(2) einen AIk>lrest mit 1 bis 8 C-Atomen,

(3) einen Alkoxyrest mit I 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 AIk>lesterrest 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-Hydroxytumarin, 7-Hydroxy-4-methylcumarin oder Äsculin besteht.

4. Farbstofflaser nach Ansprachen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Cumarinfarbstoff in Konzentrationen von etwa 10 ' bis 10 ⁵ Mol/Liter, vorzugsweise von 10 ² bis 10 ⁴ Mol/Liter, vorliegt.

5. Farbstofflaser nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung des Cumarinfarbstoffs 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 Licruverstärkungsvorrichtungen 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 Informatiünsübermittiungen aufweist.

Für die angegebenen Verwendungszweck ist es vorteilhaft, wenn La^er zur Verfügung stehen, die bei den verschiedensten Wellenlängen des Lichtspektrums, z. B. im infn. ien, 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 Laserstoffe, die sich zur Erzeugung stimulierbarer Medien bei verschiedenen Lichtfrequenzen eignen, benötigt. Die moisten der bisher bekannten, als Laserstoffe geeigneten Materialien sind fest oder gasförmig.

Der Brechungsindex von Flüssigkeiten ändert sich bekanntlich mcr;lieh bei Teniperaturändcrungen. Wird daher eine flüssigkeit als Lasermedium verwende!, so muß sie an allen Stellen auf gleichmäßiger Temperatur gehalten werden, was in vorteilhafter U eise dadurch bewirkt wird, daß sie im Kreislauf durch einen Wärmeaustauscher geleitet wnd. Die Zirkulation erfolgt zweckmäßig mit solcher Geschwindigkeit, daß das Medium durchwirbelt wird, um eine lokale überhitzung zu vermeiden. Werden nämlich lokale überhitzungen nicht verhindert, so führen diese Störungen im Brechungsinde- der Flüssigkeit herbei und beeinträchtigen dadurch die Qualität des erzeugten Laserstrahls. Obwohl im Vergleich zu Feststoffen und Gasen die Eignung von Flüssigkeiten als I lsermedien bisher wenig untersucht wurde, erscheinen Flüssigkeiten als Laseistoffe 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 I aservorrichtung 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 Ausiührungsform 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 diirch 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. di. rch 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 ftoffe 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 auswirft. Aus der britischen Patentschrift I 082 359 ist zwar die Verwendung organischer Verbindungen, gelöst otler suspendiert in Wasser oder organischen Lösungsmitteln, als vtimulierbarcs Medium bekannt, doch handelt es sich hierbei um organische Stoffe, die vor der Ausscndung der Fluoreszenzstrahlung in nachteiliger Weise eine chemische Reaktion durchmachen müssen. Aufgabe der Fr'indung ist es, einen vielseitig verwendbaren optischen Sender auf der Basis eines flüssigen stimiilurbaren Mediums anzugeben, dessen F.missionsstrahlung im blauen Bereich des Spektrums erfolg! 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 bezieht sich auf einen Farbstofflaser als optischer Sender oder Verstärker für kohärente Strahlung aus einem in einem Behälter enthaltenen flüssigen stimulierbaren Medium, dasauseiner 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 e^:nes fluoreszierenden Cumarinfarbstoffes besteht. Geeignet ist praktisch jeder Cumarinfarbstoff, der fluoresziert und in Wasser in einer Konzentration von mindestens 10'⁵MoI 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

τ Υ

G E

Γ D

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 können,

(4) ein Cyanorest oder

(5) eine ι 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, _ao

(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 Kohlensioffatomen bestehen;

G und J

(1) Wasserstoffatome,

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

(3) HydroxyIreste.

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

(5) Cyanoreste,

(6) Halogenatome.

(8) Glukosyloxyreste;

L (1) ein Wasserstoffatom,

(2) einer 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 mit 1 bis 3 C-Atomen oder

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

(4) einen gegebenenfalls substituierten heterocyclisehen 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,

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

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

(9) einen Aryloxyrest.

Steht in der angegebenen allgemeinen Formel D für einen durch einen Arylresl substituierten Alkylrest,

so kann dieser z. B. aus einem durch einen Phenylrest substituierten Alkylrest bestehen.

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

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

Steht L für einen Aminorest, der durch einen heterocyclischen Ring substituiert ist. --> kann dieser z. B. ein' Pyrazolyl-, Triazinyl-, Thiazolyl- oder ein Tria/olvlrest sein.

Steht L für einen 5- oderogliedrigen heterocyclischen Rest mit mindestens einem Stickstoffatom, mi kann dieser z. B. ein Pyrazolyl-, Triazolyl- oder Thiazolylrest sein.

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

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

Typische geeignete wasserlösliche Cumarinfarbstoffe werden z.B. in^den USA.-Patentschriften 2 929 822 3 014 041, 3 123 617, 3244 711, 3 251851, 3 271412 und 3 288 804 sowie in der britischen Patentschrift 1 052 692, 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-melhyi-cumarin,

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

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

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

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

6'. 4,7-Hydroxy-3-äthoxycarbonyl-cumarin,

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

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

9. ^-Hydroxy-S-phenyM-methyl-cumarin,

10. Äsculin,

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

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

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

14. 7-Hyci.Oxy-5-methoxy-cumarin,

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

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

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

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

19. 7-Hydrnxy-6-äthoxy-cumaΓin.

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

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

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

23. 3-BenzosazoIyl-cumarin,

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

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

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

27. 7-Hydroxy-8-äthoxy-cumarin,

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

29. 7-Hydroxy-8-chlor-cumarin,

30. 7-Hydroxy-8-benzosulfonyl-cumarin.

Wird das im Farbstofflaser nach der Erfindung vorliegende stimulierbare Medium mit Hilfe einer Entladungsblitzlampe oder eines gepulsten Rubinlasers angeregt, so wird, wie bereits erwähnt, ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge im blauen Bereich des Spektrums erzeugt.

Die zur Lichtemission verwendeten Medien können die fluoreszierenden Cumarinfarbstoffe in den verschiedensten Konzentrationen enthalten, z. B. in Konzentrationen von ICH bis ΙΟ"⁸ Mol/Liter, vorzugsweise von 10 * bis 10-* Mol/Liter.

Die erfindungsgemäßen stimulierbaren flüssigen Medien können in den üblichen bekannten Lasern, in besonders vorteilhafter Weise in dem oben angegebenen, von Sorokin und Mitarbeitern beschriebenen Laser verwendet werden.

Die im Farbstofflaser nach der Erfindung vorliegenden stimulierbaren Medien sind zwischen etwa 420 und 520 nm zur Emission von Licht einer bestimmten Wellenlänge in der Weise abstimmbar, daß einer der im Innern des optischen Resonators angebrachten Reflektoren durch ein Beugungsgitter ersetzt wird. Bei einem bestimmten Gitterwinkel wird nur Licht einer bestimmten Wellenlänge durch den optischen Resonator zurückreflektiert, wohingegen andere Wellenlängen in verschiedene Richtungen gestreut werden. Der durch die Farbstofflösung zurückreflektierte Anteil des Lichts löst in den Molekülen weiteres Licht derselben Wellenlänge aus und erzeugt dadurch einen hochgradig monochromatischen, stark gebündelten Lichtstrahl der gewünschten Wellenlänge. Die stimulierbaren Medien können ferner in der Weise auf eine bestimmte Wellenlänge abgestimmt werden, daß die Konzentration an Farbstoff verändert wird, wobei höhere Farbstoff-. konzentrationen zur Erzeugung von Laserstrahlen mit größerer Wellenlänge führen.

Die im Farbstofflaser nach der Erfindung als stimulierbare Lösungen vorliegenden Cumarinfarbstofflösungen weisen in besonders vorteilhafter Weise einen pH-Wert zwischen 7 und 11 auf. Bei einem pH-Wert unter etwa 8 nimmt die Energieausstrahlung ab. Bei einem pH-Wert über etwa 11 wird nur noch eine geringe Verbesserung der Laserstrahlqualität erzielt, und die Wirksamkeit des Lasers fällt stark ab. Der geeignete pH-Wert kann mit Hilfe der üblichen bekannten alkalischen Materialien, z. B. mit Alkaümetallhydroxyden, beispielsweise Natrium· oder Kaliumhydroxyd, eingestellt werden.

Zur Hersteilung der erfindungsgemäßen stimulierbaren Medien sind außer Wasser auch noch andere Lösungsmittel verwendbar. Die Eignung der Lösungsmittel zur Herstellung der Laserfarbstofflösungen hingt insbesondere vom Typ des verwendeten Farbstoffs und der gewünschten Farbstoffkonzentration ab. Wird ein Gemisch aus Lösungsmittel und Wasser verwendet, so soll das erhaltene Lösungsmittelgemisch vorzugsweise mindestens etwa 5 Gewichtsprozent Wasser enthalten, da die erfindungsgemäß verwend bare Lösung mindestens teilweise polarisiert oder zur Aufnahme einer elektrischen Ladung fähig sein soli. Bei Verwendung eines Gemisches aus Wasser und organischem Lösungsmittel sollen die verwendeten Lösungsmittel vollständig miteinander mischbar sein.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

Beispiel 1

1 Liter einer 10"³molaren 7-Hydroxy-4-methylcumarinlösung in Wasser wurde als stimulierbares Medium in das Gehäuse eines Kühlspiralen enthaltenden Wärmeaustauschbehälters eingebracht und durch eine Leitung im Kreislauf durch den optischen Reso-

nator eines Lasers geführt. Um lokale Überhitzung zu vermeiden, wurde die Farbstofflösung mit solcher Geschwindigkeit umgewälzt, daß in der im optischen Resonator befindlichen Lösung eine Durchwirbelung erfolgte. Der pH-Wert der Farbstofflösung wurde mit Natriumhydroxyd auf 9,0 eingestellt. Der im optischen Resonator befindliche Lösungsbehälter wies eine Länge von 15 cm und einen Durchmesser von 15 mm auf, im übrigen ähnelte die verwendete Laservorrichtung der oben beschriebenen von Sorokin.

ao Durch die Zirkulation der Farbstofflösung durch den Wärmeaustauscher wurde die durch die Entladungsblitzlampe erzeugte Wärme abgeführt und dadurch die Farbstofflösung auf einer gleichmäßigen Temperatur gehalten, wodurch lokale Überhitzung

as vermieden und der Brechungsindex der Lösung konstant gehalten wurde. Die der Entladungsblitzlampe ausgesetzte wirksame Länge des Farblösungsbehälters betrug 10 cm. Die zusätzlichen 5 cm wurden für die Anschlüsse des Zirkulationssystems vom und zum Wärmeaustauscher benötigt. Jeweils 7,5 cm von den Stirnflächen des das stimulierbare Medium enthaltenden Flüssigkeitsbehälters entfernt, und koaxial dazu waren Silberspiegel mit 75°/₀ Reflexion angeordnet.
Die Farbstoffatome wurden durch das durch die Entladung eines induktionsarmen Kondensators der den Farblösungsbehälter ringförmig umgebenden Entladungsblitzlampe erzeugte Licht angeregt. Die Entladungsenergie betrug 100 Joule bei einer Gipfelspannung von 20 kV über die gesamte Entladungsblitzlampe. Das Laserspektrum wurde mit Hilfe einer Sensitometerkurve eines spektrographischen Aufzeichnungssystems erhalten. Es wurde gefunden, daß die Emission des kohärenten Lichts bei einem Maximum von 454 nm bei einer Bandenbreite bei halber Höhe des Bandenmaximums von 35 A erfolgte. Die Ausstrahlungsenergie betrug etwa 10-* Joule bei einer mit einem Radiometer (Edgerton, Germershausen und Grier) gemessenen Ausstrahlungsimpulsbreite von 3 · 10-' Sekunden.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß als stimulierbares Medium an Stelle von 7-Hydroxy-

SS 4-cumarin Asculin, ein substituiertes 7-Hydroxycumarin, verwendet wurde. Die Entladungsenergie betrug 100 Joule bei einer Gipfelspannung von 2OkV über die gesamte Entladungsblitzlampe. Das durch die Densitometerkurve eines spektrographischen Auf- Zeichnungssystems erhaltene Laserspektrum zeigte, daß die Emission des kohärenten Lichts bei einem Maximum von 454 nm bei einer Bandenbreite bei halber Höhe des Bandenmaximums von 35 A erfolgte.

⁶S Beispiels

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß als stimulierbares Medium 7-Hydroxy-4-methyicuma-

309 620/280

in durch die in Tabelle I aufgeführten Verbindungen 2 jis 9 und 11 bis 30 ersetzt wurde. Es wurden entspre- :h6nde 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 S

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Konzentration der Cumarinfarbstoffe in Wasser zwischen 10~^a und 10~⁴ molar variiert wurde. Die Frequenz des vom stimulierbaren Medium ausgestrahlten Lichts wurde dabei auf verschiedene Wellenlängen

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

Claims

! 764 982 Patentansprüche:

1. Farbstofflaser als optischer 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 optisciien Anregung, dadurch gekennzeichnet, daß das stimulierbare 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