RU2029424C1 - Method of cleaning active medium of liquid laser - Google Patents
Method of cleaning active medium of liquid laser Download PDFInfo
- Publication number
- RU2029424C1 RU2029424C1 SU5026458A RU2029424C1 RU 2029424 C1 RU2029424 C1 RU 2029424C1 SU 5026458 A SU5026458 A SU 5026458A RU 2029424 C1 RU2029424 C1 RU 2029424C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- active medium
- zirconium oxide
- liquid laser
- laser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к перестариваемым лазерам на красителях. The invention relates to quantum electronics, in particular to reusable dye lasers.
В настоящее время жидкостные перестраиваемые лазеры на основе растворов органических соединений уже находят применение в различных областях науки и техники. Однако их применение было бы еще более широким, если бы их ресурс работы (при сохранении высокой эффективности преобразования) был более высоким. Наиболее активные фотостабильные среды сине-зеленого диапазона спектра, например, обеспечивают ресурс работы при падении КПД преобразования в 2 раза 300 Дж/см3 (энергия, вкачанная в 1 см3 раствора). Многокомпонентные смеси на основе этанольных растворов кумарина 102 позволяют повысить ресурс до 1 кДж/см3. Однако с появлением высокоэнергетических (энергия в импульсе > 1 Дж) частотных (частота повторения до 1 кГц) лазеров накачки, в частности на хлориде ксенона, такого ресурса активной среды явно недостаточно для создания мощных лазерных систем. Необходимо повысить его не менее чем на порядок (до 10-50 кДж/см3).At present, liquid tunable lasers based on solutions of organic compounds are already used in various fields of science and technology. However, their application would be even wider if their service life (while maintaining high conversion efficiency) was higher. The most active photostable media of the blue-green spectrum, for example, provide a service life when the conversion efficiency drops by 2 times 300 J / cm 3 (energy pumped into 1 cm 3 of the solution). Multicomponent mixtures based on ethanol coumarin 102 solutions can increase the resource to 1 kJ / cm 3 . However, with the advent of high-energy (pulse energy> 1 J) frequency (repetition frequency up to 1 kHz) pump lasers, in particular, xenon chloride, such an active medium resource is clearly not enough to create high-power laser systems. It is necessary to increase it by at least an order of magnitude (up to 10-50 kJ / cm 3 ).
Известно использование как механических фильтров в системе прокачки жидкостных лазеров, предназначенных для очистки раствора красителей от макрочастиц, появляющихся в процессе работы вследствие износа металлических деталей насоса и т.д., так и специальных фильтров, способных очищать активную среду от образовавшихся фотопродуктов [1]. It is known to use both mechanical filters in a pumping system for liquid lasers designed to clean a dye solution of particulates that appear during operation due to wear of metal parts of a pump, etc., and special filters capable of cleaning the active medium from the resulting photoproducts [1].
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является использование для очистки среды жидкостного лазера оксида алюминия [2]. Недостатком указанного сорбента является его малая эффективность очистки активной среды от продуктов фотолиза, накопление которых снижает ресурс работы жидкостного лазера. Кроме того, в процессе работы лазера вследствие фотораспада происходит падение концентрации активного вещества, это сопровождается уменьшением коэффициента усиления, а следовательно, КПД генерации. Использование оксида алюминия не позволяет стабилизировать концентрацию активного вещества в процессе работы лазера. The closest in technical essence and the achieved technical result is the use of a liquid laser of aluminum oxide for cleaning the medium [2]. The disadvantage of this sorbent is its low efficiency of cleaning the active medium from photolysis products, the accumulation of which reduces the life of the liquid laser. In addition, during the operation of the laser due to photodecay, a decrease in the concentration of the active substance occurs, this is accompanied by a decrease in the gain, and, consequently, the generation efficiency. The use of aluminum oxide does not allow to stabilize the concentration of the active substance during the operation of the laser.
Целью изобретения является увеличение ресурса работы активной среды вследствие ее регенерации и очистки. The aim of the invention is to increase the service life of the active medium due to its regeneration and purification.
Цель достигается тем, что активная среда после облучения пропускается через сорбент, предварительно насыщенный раствором исходной активной среды до установления равновесия, а в качестве сорбента используется или оксид циркония, содержащий оксид титана, или твердые растворы оксида циркония с одним из оксидов металлов, выбранных из группы: алюминий, иттрий, редкоземельные элементы, кальций, магний. The goal is achieved in that the active medium after irradiation is passed through a sorbent previously saturated with a solution of the initial active medium until equilibrium is established, and either zirconium oxide containing titanium oxide or solid solutions of zirconium oxide with one of the metal oxides selected from the group are used as the sorbent : aluminum, yttrium, rare earths, calcium, magnesium.
Вследствие этого образовавшиеся при обучении активной среды фотопродукты поглощаются сорбентом и концентрация активных молекул восстанавливается, так как сорбент был предварительно насыщен до установления равновесия и он его поддерживает. Это приводит к увеличению ресурса работы лазера. As a result, the photoproducts formed during the training of the active medium are absorbed by the sorbent and the concentration of active molecules is restored, since the sorbent was previously saturated until equilibrium was established and it supports it. This leads to an increase in the life of the laser.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.
П р и м е р ы 1-3. Спиртовый раствор красителя кумарин 102 с концентрацией С = (1,6-8)х10-3 моль/л был облучен эксимерным лазером на хлориде ксенона со средней мощностью накачки Wн = 10 МВт/см2.PRI me R s 1-3. The coumarin 102 dye alcohol solution with a concentration of C = (1.6-8) x10 -3 mol / L was irradiated with an xenon chloride excimer laser with an average pump power W n = 10 MW / cm 2 .
Измерялись КПД генерации и оптическая плотность раствора на длине волны генерации ( λ = 477 нм). The generation efficiency and the optical density of the solution were measured at the generation wavelength (λ = 477 nm).
Через колонку с сорбентом, предварительно промытым спиртом, пропускался исходный раствор кумарина 102 до выравнивания концентраций кумарина на входе и выходе из колонки (стадия насыщения сорбента). Диаметр колонки 10 мм, объем загрузки сорбента 2 см3. Затем через колонку с насыщенным красителем со скоростью 60 мл/мин 10 раз пропускался облученный раствор красителя. Характеристики исходного, облученного и регенерированного растворов приведены в табл.1.An initial coumarin 102 solution was passed through a column with a sorbent pre-washed with alcohol until the coumarin concentrations at the column inlet and outlet levels were equalized (sorbent saturation stage). The diameter of the column is 10 mm, the load volume of the sorbent is 2 cm 3 . Then, an irradiated dye solution was passed through a column with a saturated dye at a rate of 60 ml /
Из данных табл.1 следует, что при облучении рабочего раствора вследствие появления фотопродуктов фотолиза происходит увеличение поглощения на длине волны генерации ( λ = 477 нм) и снижение вследствие этого КПД генерации в среднем в два раза. Последующее пропускание облученного раствора через колонку с сорбентом приводит к снижению концентрации продуктов фотолиза (уменьшение Д477) и повышению КПД генерации практически до исходного значения.From the data in Table 1 it follows that when the working solution is irradiated due to the appearance of photolysis photoproducts, there is an increase in absorption at the generation wavelength (λ = 477 nm) and, as a result, the generation efficiency is halved. Subsequent transmission of the irradiated solution through a column with a sorbent leads to a decrease in the concentration of photolysis products (decrease in D 477 ) and an increase in the generation efficiency almost to the initial value.
Проведено испытание сорбентов в системе прокачки. A test of sorbents in the pumping system was carried out.
П р и м е р ы 8-12. В систему прокачки жидкостного лазера объемом V = 20 см3 (этанольный раствор кумарина 102, С = 10-3 моль/л) включалась колонка с сорбентом Z2O2, содержащим различные количества красителя. Для сравнения проводили аналогичный эксперимент без колонки с сорбентом. Полученные данные приведены в табл.2.PRI me R s 8-12. A liquid column with a sorbent Z 2 O 2 containing various amounts of dye was included in the system for pumping a liquid laser with a volume of V = 20 cm 3 (ethanolic coumarin solution 102, C = 10 -3 mol / L). For comparison, a similar experiment was performed without a column with a sorbent. The data obtained are given in table.2.
Параметры облучения и условия прокачки описаны в предыдущем примере. Irradiation parameters and pumping conditions are described in the previous example.
Показано, что в активной среде без сорбента (пример 4) за два часа эксперимента произошло падение КПД генерации с 12 до 8,1%. Ресурс лазера (время уменьшения КПД в два раза) составил 3 ч. Кроме того, зафиксировано увеличение поглощения на λ = 477 нм до 0,036 и уменьшение оптической плотности в максимуме полосы поглощения кумарина 102 ( λ = 390 нм) с 1,24 до 1,0,
Если в колонку загружен сорбент, не насыщенный красителем, ресурс работы лазера уменьшается за счет поглощения сорбентом самого красителя, хотя и имеет место сорбция фотопродуктов (пример 5). При использовании сорбента, насыщенного красителем, ресурс работы лазера возрастает линейно с ростом концентрации красителя (примеры 6-8). Верхний предел по концентрации красителя определяется емкость сорбента и зависимостью начального КПД генерации от концентрации. При концентрации 1,5 мг/г начальной КПД генерации уменьшился по сравнению с оптимальным на 20%, хотя в то же время ресурс лазера возрос (пример 8).It was shown that in an active medium without a sorbent (Example 4), in two hours of the experiment, the generation efficiency decreased from 12 to 8.1%. The laser resource (time to reduce efficiency by half) was 3 h. In addition, an increase in absorption at λ = 477 nm to 0.036 and a decrease in optical density at the maximum of the absorption band of coumarin 102 (λ = 390 nm) from 1.24 to 1 were recorded. 0
If a sorbent that is not saturated with dye is loaded into the column, the laser life is reduced due to the absorption of the dye by the sorbent, although sorption of photoproducts takes place (Example 5). When using a sorbent saturated with a dye, the laser life increases linearly with increasing dye concentration (examples 6-8). The upper limit on the dye concentration is determined by the sorbent capacity and the dependence of the initial generation efficiency on concentration. At a concentration of 1.5 mg / g, the initial generation efficiency decreased by 20% compared to the optimal one, although at the same time the laser resource increased (Example 8).
При содержании красителя в сорбенте 0,1-1 мг/г происходит более медленное падение концентрации активного компонента, уменьшение концентрации фотопродуктов и возрастание ресурса активной среды. Так, при концентрации красителя 1 мг/г (пример 7) за 6 ч. 30 мин. эксперимента КПД генерации упал с 12 до 10,6% , оптическая плотность при λ = 390 нм уменьшилась до 1,12, Д477 увеличилась до 0,023.When the dye content in the sorbent is 0.1-1 mg / g, a slower decrease in the concentration of the active component, a decrease in the concentration of photoproducts, and an increase in the resource of the active medium occur. So, at a dye concentration of 1 mg / g (Example 7) for 6 hours 30 minutes In the experiment, the generation efficiency decreased from 12 to 10.6%, the optical density at λ = 390 nm decreased to 1.12, D 477 increased to 0.023.
Ресурс среды возрос в 10 раз и составил 31 ч. The environmental resource increased 10 times and amounted to 31 hours.
Таким образом, предлагаемый способ очистки существенно позволяет увеличить ресурс активной среды и может быть использован во всех промышленных жидкостных лазерах. Thus, the proposed cleaning method can significantly increase the resource of the active medium and can be used in all industrial liquid lasers.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5026458 RU2029424C1 (en) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | Method of cleaning active medium of liquid laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5026458 RU2029424C1 (en) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | Method of cleaning active medium of liquid laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2029424C1 true RU2029424C1 (en) | 1995-02-20 |
Family
ID=21596450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5026458 RU2029424C1 (en) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | Method of cleaning active medium of liquid laser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2029424C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532552C1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ФГБОУ ВПО "ИГХТУ") | Method of purifying sewage waters from acidic and basic dyes |
-
1991
- 1991-12-18 RU SU5026458 patent/RU2029424C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Белостойцкий Б.Р. Основы лазерной техники, М.: Советское радио, 1972, с.355-356. * |
2. Мостовников Б.А. и др. Восстановление генерационных свойств растворов красителей после их фотохимической реакции. Препринт N 94, Институт физики АН БССР, 1975, с.10. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532552C1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ФГБОУ ВПО "ИГХТУ") | Method of purifying sewage waters from acidic and basic dyes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ishiwata et al. | Study of nitrate radical by laser-induced fluorescence | |
Okada et al. | Solid‐state ultraviolet tunable laser: A Ce3+ doped LiYF4 crystal | |
US4316157A (en) | Gas recirculation system for carbon dioxide lasers | |
KR100343271B1 (en) | Apparatus and method for supplying laser pigment solution | |
Kröll et al. | Time-resolved laser spectroscopy on high-lying states in neutral oxygen | |
Burland et al. | The photodissociation of s-tetrazine and dimethyl-s-tetrazine | |
RU2029424C1 (en) | Method of cleaning active medium of liquid laser | |
US5199267A (en) | Gas circulation type gas laser apparatus and method of operating the same | |
Von Trebra et al. | DABCO stabilization of coumarin dye lasers | |
Sander et al. | ArF laser enrichment of oxygen isotopes | |
Bowman et al. | Demonstration and analysis of a holmium quasi-two-level laser | |
Taylor et al. | Excited singlet-state absorption in laser dyes at the XeCl wavelength | |
Mostovnikov et al. | Recovery of lasing properties of dye solutions after their photolysis | |
US4168474A (en) | Generation of 14 μm and 16 μm laser radiation from a CO2 gas laser | |
RU2044379C1 (en) | Method for cleaning active medium of liquid lasers | |
US4428859A (en) | Stabilizer of organic dye lasers | |
US4695296A (en) | Method for the selective separation of gases | |
Miyasaka et al. | Energy Gap Dependence of Charge Recombination Rates of Ion Pairs Produced by Excitation of Charge-Transfer Complexes Adsorbed on the Porous Glass | |
US4479223A (en) | Adaptation for improving lifetime of dye laser using coumarin dyes | |
FR2584541A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR OPERATING AN ELECTRICALLY EXCITED GAS LASER | |
US4562580A (en) | Photolytic improvement of dye laser lifetimes | |
Fletcher et al. | Laser dye stability, part 10. Effects of DABCO on flashlamp pumping of coumarin dyes | |
De Wilton et al. | Two-photon-induced blue fluorescence from the chlorophyll a dimer in solution | |
Burlamacchi et al. | Long‐life operation of an XeCl excimer laser | |
Antonov et al. | Formation of the photoionization mass spectrum of polyatomic molecules by ultraviolet laser radiation |