DE2143795A1 - Flüssigkeitslaser - Google Patents

Flüssigkeitslaser

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DE2143795A1
DE2143795A1 DE19712143795 DE2143795A DE2143795A1 DE 2143795 A1 DE2143795 A1 DE 2143795A1 DE 19712143795 DE19712143795 DE 19712143795 DE 2143795 A DE2143795 A DE 2143795A DE 2143795 A1 DE2143795 A1 DE 2143795A1
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Germany
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laser generator
solvent
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laser
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DE19712143795
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English (en)
Inventor
Franck Longjumeau; Dauchy Jean-Daniel Paris; Le Sergent Christian Sainte-Genevieve-des-Bois; Michon Maurice Draveil; Collier (Frankreich)
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Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Compagnie Generale dElectricite SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/20—Liquids
    • H01S3/207—Liquids including a chelate, e.g. including atoms or ions, e.g. Nd

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  • Optics & Photonics (AREA)
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

bp/h/c
ϊ 5697 2H3795
Dr. MQIIer-ΒθΓΟ · Dr. Manltz ■ Ότ. Deufef Dipl.-lng. Finsterwald ■ Dipl.-Ing. Grämkow
Patcntanwitt·
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COMPACTUS GENERALE D1ELECTRICITe 54, Rue La Boetie, PARTS (8), Prankreich
PLUSSIGKEITSLASER
Die Erfindung betrifft Lasergeneratoren, insbesondere Laser, in denen die stimulierte Emission in einem flüssigen Medium erzielt wird.
Ein Lasergenerator weist,schematisch beschrieben, ein aktives Medium in einem Fabry-Perot-Hohlraumresonator auf, Λργ aus zwei teilweise reflektierenden Spiegeln besteht, sowie ein dem aktiven Medium zugeordnetes Pumpsystem.
Es sind derzeitig drei Arten aktiver Medien bekannt, d.h. ein festes aktives Medium, beispielsweise ein Rubinkristall oder ein mit Neodym dotierter Glasstab, ein gasförmiges aktives Medium, beispielsweise ein Helium-Neon-Gasgemisch, sowie ein flüssiges Medium.
Die derzeitig in Lasergeneratoren verwendeten flüssigen aktiven Medien bestehen im allgemeinen aus einem in einem Lösungsmittel aufgelösten Dotierungsstoff wie Eeodym oder ein■ rnderes Seltenerdmetr.ll.
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Die bekannten, derzeitig verwendeten Lösungsmittel sind verschiedener Art: es wird beispielsweise eine Mischung von Selenoxychlorid (SeOCl2) und Zinn(IV)-Chlorid (SnCl.) oder auch eine Mischung von Phosphoroxychlorid (POCl-,) und einem Metallchlorid (MCln) verwendet, in der M unter folgenden Metallen ausgewählt werden kann: Zinn, Zirkonium, Bor, Titan usw. Diese Mischung kann manchmal auch Wasser (H2O) enthalten.
In diesen verschiedenen Lösungsmitteln wird das aktive Dotierungsmittel in bestimmten Prozentsätzen aufgelöst; beispielsweise wird Neodym in Form eines lOgewichtsprozentigen Oxids (NdpO-,) aufgelöst, wobei dieser Prozentsatz nicht verbindlich ist und in ziemlich starkem Masse variieren kann. Die Lasergeneratoren, die flüssige aktive Medien wie die oben beschriebenen verwenden, können nur in einem ziemlich begrenzten Temperaturbereich arbeiten? ausserhalb des beispielsweise zwischen 10° und 80° C liegenden zulässigen Temperaturbereichs wird Niederschlagsbildung hervorgerufen, die sofort jede stimulierte Emission unterbindet.
Ziel der Erfindung ist, diese Nachteile zu beheben.
Ziel der Erfindung ist ebenfalls die Herstellung eines Lasergenerators mit flüssigem aktiven Medium, der in einem grösseren Temperaturbereich arbeiten kann als die derzeitig vorhandenen Lasergeneratoren.
Gegenstand der Erfindung ist ein Lasergenerator mit flüssigem aktiven Medium, das einen in einem Lösungsmittel
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3 2U379S
aufge Tosten Dotierungsstoff enthält, wobei das Lösungsmittel aus einer Mischung "besteht, die zumindest Phosphoroxychlorid (POCl.) und ein Metallchlorid (MCln) enthält, wobei M ein Metall darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die das Lösungsmittel darstellende Mischung ausserdem Thionylchlorid (SOCl2) enthält.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Fig. hervor, die ein Prinzipschaltbild eines Lasergenerators mit flüssigem aktiven Medium darstellt.
Die Fig. veranschaulicht im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel eines Lasergenerators mit flüssigem aktiven Medium. Er umfasst einen vorzugsweise zylindrischen Raum 1 mit einer Fluidzufuhrleitung 2 und einer Fluidabflussleitung 3, die beispielsweise jeweils an den Zylinderenden angebracht sind.
Der zylindrische Raum 1 hat lotrecht zu seiner Achse geschliffene Endflächen und trägt auf diesen zwei Spiegel 4 und 5, von denen mindestens einer mehrere dielektrische Schichten zur Laseremission aus dem aus den beiden Spiegeln 4 und 5 bestehenden Fabry-Perot-Hohlr atomresonator aufweist.
Der Lasergenerator weist ausserdem ein Pumpsystem zur Anregung des flüssigen aktiven Mediums auf. Dieses Pumpsystem kann, wie schematisch in der Fig. dargestellt, als eine wendelförmig um den zylindrischen Raum 1 aufgewickelte
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Entladungsröhre 6 ausgebildet sein, deren Elektroden 7 und mit einer Stromquelle 9 für die Zufuhr einer Energie verbunden sind, die dazu ausreicht, dass die Entladungsröhre eine Blitzentladung zwecks optischen Pumpens des im zylindrischen Raum 1 enthaltenen flüssigen aktiven Lasermediums hervorruf tj diese Energie wird im allgemeinen, durch Kondensatorentladung geliefert.
Ein Flüssigkeitslasergenerator kann statisch oder dynamisch arbeiten, d.h. mit einem Fluid, das sich ständig im zylindrischen Raum befindet, oder einem Fluid, das standig erneuert wird.
Einer der Lasergeneratoren zur Erprobung eines flüssigen aktiven Mediums arbeitet beispielsweise statisch. Das aktive Medium besteht aus einer Mischung von Phosphoroxychlorid (POCl^), einem Metallchlorid (MCln) und Thionylchlorid (SOCIp)', die Mischung dieser drei Stoffe bildet das Lösungsmittel, in dem ein aktiver Dotierungsstoff, beispielsweise (NdgO^), aufgelöst ist.
Ein Lösungsmittel, in dem Neodymoxid (Ndp0,) aufgelöst ist, hat beispielsweise die folgende Zusammensetzung; SOC]2: 75 VoI.#; POCl3: 21 Vol.#j SgCl4: 4 VoI.#. Das Nd3O3 ist in dieser Mischung so aufgelöst, dass ihre Nd3+-Konzentration ungefähr 0,1 Mol pro Liter beträgt.
Bei einem anderen Versuch ist zu der beschriebenen Mischung 0,13 Molprozent Wasser je Liter zugefügt worden.
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j 2U3795
Die Lasergeneratoren mit derartigen flüssigen aktiven Medien haben ebenso befriedigende Ergebnisse erbracht wie die mit herkömmlichen Lasergeneratoren erzielten, die mit herkömmlichen flüssigen aktiven Medien arbeiten: Es ergibt sich nämlich folgendes:
- Die Absorption dieses neuen flüssigen aktiven Mediums mit einer Wellenlänge von 1,06 Mikron ist sehr schwach, und das Hinzufügen von Thionylchlorid (SOCl2) verstärkt die Absorption überhaupt nicht.
- Die Strahlungsdauer ist stets genau so lang, d.h. sie beträgt mehr als 200 MikroSekunden.
Dagegen ermöglichen die erfindungsgemässen flüssigen aktiven Medien, und darin besteht einer der Hauptvorteile der Erfindung, einen Betrieb des Lasergenerators in einem Temperaturbereich zwischen ungefähr -800C und +700C während die aktiven Medien ohne Thionylchlorid (SOCl2) nur einen Lasergeneratorbetrieb zwischen ungefähr 100C und 900C zulassen.
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Claims (5)

  1. * 2U3795
    PATENTANSPRÜCHE
    1 ·J Lasergenerator mit einem flüssigen aktiven Medium, das einen in einem Lösungsmittel aufgelösten Dotierungsstoff enthält, wo"bei das Lösungsmittel aus einer Mischung von mindestens Phosphoroxy Chlorid und einem Metallchlorid (MCl ) "besteht, wobei M ein Metall darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die das Lösungsmittel darstellende Mischung ausserdem Thionylchlorid (SOCl2) aufweist.
  2. 2. Lasergenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, dass das Metall (M) Zinn ist,
  3. 3» Lasergenerator nach.Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel eine Mischung von 75 VoI·# Thionylchlorid (SOCl2), 21 Vol.fo Phosphoroxychlorid (POClO und 4 Vol.5$ Zinnchlorid (SnCl.) aufweist.
  4. 4. Lasergenerator nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung ausserdem Wasser (H3O) enthält.
  5. 5. Lasergenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel 0,13 Molprozent Wasser pro Liter enthält.
    209811/1801
DE19712143795 1970-09-04 1971-09-01 Flüssigkeitslaser Pending DE2143795A1 (de)

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FR7032264A FR2104917B1 (de) 1970-09-04 1970-09-04

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BE (1) BE771629A (de)
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GB (1) GB1334768A (de)
IL (1) IL37551A (de)
NL (1) NL7111022A (de)

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IL37551A0 (en) 1971-11-29
FR2104917B1 (de) 1973-11-23
US3708759A (en) 1973-01-02
BE771629A (fr) 1972-02-23
NL7111022A (de) 1972-03-07
GB1334768A (en) 1973-10-24
IL37551A (en) 1974-05-16
FR2104917A1 (de) 1972-04-28

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