RU2069429C1

RU2069429C1 - Composition for luminescent liquid filter for neodymium laser

Info

Publication number: RU2069429C1
Authority: RU
Inventors: Л.А. Алдошина; М.Н. Ветчинкин; Г.А. Матюшин; Г.А. Мезенцева; Ю.Н. Михайлов; Т.В. Столбовая; М.А. Тавризова; С.Б. Толстая
Original assignee: Московское научно-производственное объединение "НИОПИК"
Priority date: 1979-06-11
Filing date: 1979-06-11
Publication date: 1996-11-20

Abstract

FIELD: quantum electronics, in particular, for neodymium lasers. SUBSTANCE: added as luminescent additive in composition is 1,8-naphthoylene [1', 2'] -benzylidazole in concentration 2<195>10<M'>-3<D>....1<195>10<M'>-2<D> mole/l relative to triethyl ether of orthophosphoric acid. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в неодимовых лазерах. The invention relates to the field of quantum electronics and can be used in neodymium lasers.

Для обеспечения функционирования неодимовых лазеров УФ-часть излучения лампы накачки должна полностью поглощаться фильтрующими охлаждающими жидкостями (В. М. Волынкин и др. //Опт. мех. промышленность, 1968, N 3, 65), что приводит к неиспользованию в накачке активного элемента излучения лампы, имеющего длину волны короче 400 нм. В случае замены фильтрующей добавки на люминесцирующую фильтрующую добавку происходит увеличение энергии генерации или снижение пороговой энергии лазера из-за того, что УФ-часть излучения лампы накачки, поглощенная люминесцирующей добавкой, переизлучается в область длин волн, соответствующую полосам поглощения активного элемента (D.D. Bhawalkar, L.Pandit //IEEE Quantum Electr. QE-9, 1973, 43). To ensure the functioning of neodymium lasers, the UV part of the radiation of the pump lamp must be completely absorbed by filtering coolants (V.M. Volynkin et al. // Opt. Mech. radiation of a lamp having a wavelength shorter than 400 nm. In the case of replacing the filter aid with a luminescent filter aid, the generation energy increases or the threshold energy of the laser decreases because the UV part of the pump lamp radiation absorbed by the luminescent additive is reradiated to the wavelength region corresponding to the absorption bands of the active element (DD Bhawalkar, L. Pandit // IEEE Quantum Electr. QE-9, 1973, 43).

Фильтр люминесцирующий жидкостный (ФЛЖ), используемый в квантовой электронике, должен обладать рядом специфических свойств, таких как поглощение УФ-части излучения лампы накачки (короче 400 нм) люминесценцией в области основных полос поглощения неодимовых сред, высоким квантовым выходом люминесценции, прозрачностью в области основных полос поглощения неодимовых активных сред, высокой фотохимической стойкостью и малым газовыделением под действием излучения лампы накачки, широким диапазоном рабочих температур, пожаровзрывобезопасностью в рабочем интервале температур. The liquid luminescent filter (FLF) used in quantum electronics should have a number of specific properties, such as the absorption of the UV part of the pump lamp radiation (shorter than 400 nm) by luminescence in the region of the main absorption bands of neodymium media, a high quantum yield of luminescence, and transparency in the region of the main absorption bands of neodymium active media, high photochemical resistance and low gas emission under the action of radiation from a pump lamp, a wide range of operating temperatures, fire and explosion safety w in the operating temperature range.

Применение люминесцирующего жидкостного фильтра должно приводить к повышению энергии генерации лазера или к снижению пороговой энергии лазера по сравнению с использованием фильтрующих жидкостей (ФХЖ). The use of a luminescent liquid filter should lead to an increase in the laser generation energy or to a decrease in the threshold laser energy compared to the use of filtering liquids (PCF).

Целью настоящего изобретения является создание светостойкого ФЛЖ, который отличался бы повышенным ресурсом работы в лазерах. The aim of the present invention is to provide a light-resistant FLJ, which would have a longer life in lasers.

Для достижения указанной цели в качестве люминесцирующей добавки используется 1,8-нафтоилен-[1',2']-бензимидазол в концентрации 2•10^-3 1•10^-2 м/л в триэтиловом эфире офтофосфорной кислоты.To achieve this goal, 1,8-naphthoylene- [1 ', 2'] - benzimidazole at a concentration of 2 • 10 ^-3 1 • 10 ^-2 m / l in off-phosphoric triethyl ester is used as a luminescent additive.

Пример: были изготовлены и испытаны на ресурс в неодимовом стеклянном лазере 4 образца ФЛЖ. Example: 4 FLJ samples were fabricated and tested for life in a neodymium glass laser.

1. Раствор 3-метоксибензантрона в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты в концентрации 1•10^-3 м/л.1. A solution of 3-methoxybenzantrone in triethyl ether of phosphoric acid at a concentration of 1 • 10 ^-3 m / l.

2. Раствор 4-амино-N-фенилнафталимида в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты в концентрации 1•10^-3 м/л и 2•10^-2 м/л.2. A solution of 4-amino-N-phenylnaphthalimide in orthophosphoric acid triethyl ester at a concentration of 1 • 10 ^-3 m / l and 2 • 10 ^-2 m / l.

3. Раствор родамина 6Ж (для квантовой электроники) в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты в концентрации 1•10^-3 м/л.3. A solution of rhodamine 6G (for quantum electronics) in orthophosphoric acid triethyl ester at a concentration of 1 • 10 ^-3 m / l.

4. Раствор 1,8-нафтоилен-[1',2']-бензимидазола в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты в концентрации 2•10^-3; 5•10^-3; 1•10^-2 м/л.4. A solution of 1,8-naphthoylene- [1 ', 2'] - benzimidazole in orthophosphoric acid triethyl ester at a concentration of 2 • 10 ^-3 ; 5 • 10 ^-3 ; 1 • 10 ^-2 m / l.

Испытания образцов ФЛЖ на ресурс проводились в неодимовом стеклянном лазере в режиме свободной генерации; частота повторения вспышек 0,05 Гц. ФЛЖ (объем 200 см³) прокачивался через излучатель лазера, состоящий из кварцевого моноблока с каналами под лампу ИСП-600 и неодимовый стеклянный элемент из стекла ГЛС-8 ⌀ 6х100 мм, расход ФЛЖ в системе охлаждения не превышал 2 л/мин. Через каждые 100-200 вспышек измерялась энергия свободной генерации лазера с помощью измерителя мощности ИМО-2. Для контроля элементов в систему охлаждения (после тщательной промывки ее) заливалась фильтрующая охлаждающая жидкость, поглощающая вплоть до 390 нм, и измерялась зависимость энергии генерации от энергии накачки.Tests of the FLV samples for life were carried out in a neodymium glass laser in the free-running mode; flash repetition rate 0.05 Hz. FLS (volume 200 cm ³ ) was pumped through a laser emitter consisting of a quartz monoblock with channels for an ISP-600 lamp and a neodymium glass element made of GLS-8 ⌀ 6x100 mm glass; the FLS flow rate in the cooling system did not exceed 2 l / min. After every 100-200 flashes, the laser free energy was measured using an IMO-2 power meter. To control the elements, a filtering cooling liquid absorbing up to 390 nm was poured into the cooling system (after thorough washing), and the dependence of the generation energy on the pump energy was measured.

Энергия накачки лампы за одну вспышку составляла 121 Дж (при этом емкость разрядного контура лампы составляла 200 МкФ; индуктивность 55 МкГн; напряжение на лампе 1100 В). The lamp pump energy for one flash was 121 J (the capacitance of the discharge circuit of the lamp was 200 MkF; the inductance was 55 MkH; the voltage on the lamp was 1100 V).

Результаты испытаний образцов ФЛЖ представлены в таблице. Здесь под удельной световой нагрузкой (светостойкостью) понимается величина

,
где W_нак энергия накачки лампы за 1 вспышку, в Дж;
n количество вспышек лампы;
V объем ФЛЖ в системе охлаждения неодимового стеклянного лазера, в см³.The test results of FLJ samples are presented in the table. Here, the specific light load (light fastness) is understood as

,
where W _nak is the lamp pump energy per 1 flash, in J;
n number of lamp flashes;
V is the volume of PLF in the cooling system of a neodymium glass laser, in cm ³ .

При одной и той же энергии накачки и при одном и том же объеме ФЛЖ в системе под ресурсом понимается количество вспышек лампы n, через которое энергия генерации неодимового лазера уменьшается на 20% от начала испытаний. For the same pump energy and for the same amount of PLF in the system, the resource is understood as the number of lamp flashes n, through which the generation energy of a neodymium laser decreases by 20% from the start of the test.

Результаты испытаний ФЛЖ на основе раствора 4-амино-N-фенилфталимида (С 1•10^-2 М/л) в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты [шифр ФЛЖ-АМ2-51Н2] и на основе раствора 1,8-нафтоилен [1', 2']-бензимидазола (С 5•10^-3 М/л) в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты [шифр ФЛЖ-АМ2-9Н2] подтверждены протоколом испытаний в макете изделия 25 Ф.Test results for FLV based on a solution of 4-amino-N-phenylphthalimide (C 1 • 10 ^-2 M / L) in orthophosphoric acid triethyl ester [FLV-AM2-51H2 code] and based on a solution of 1,8-naphthoylene [1 ', 2 '] - benzimidazole (C 5 • 10 ^-3 M / L) in orthophosphoric acid triethyl ester [code ФЛЖ-АМ2-9Н2] confirmed by the test report in the model of the product 25 F.

Таким образом, из приведенных данных видно, что применение заявляемого светостойкого фильтра люминесцирующего жидкостного (ФЛЖ) приводит к увеличению ресурса работы ФЛЖ в неодимовых лазерах более чем в 6 раз по сравнению со случаем использования раствора 4-амино-N-фенилнафталимида в триэтиловом эфире ортофосфорной кислоты (прототип). Thus, the above data show that the use of the inventive light-resistant filter luminescent liquid (FLF) leads to an increase in the life of FLF in neodymium lasers by more than 6 times compared with the case of using a solution of 4-amino-N-phenylnaphthalimide in triethyl ether of phosphoric acid (prototype).

Claims

The composition of the luminescent liquid filter for neodymium lasers, consisting of orthophosphoric acid triethyl ester and a luminescent filter aid, characterized in that, in order to increase the operating life, it contains 1,8-naphthoylene [1, '2'] benzimidazole as a luminescent filter aid in a concentration of 2 • 10 ^- ³ to 10 ^- ² mol / l.