RU2503043C2 - Жидкостный теплоноситель-светофильтр твердотельных лазеров - Google Patents
Жидкостный теплоноситель-светофильтр твердотельных лазеров Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503043C2 RU2503043C2 RU2010104320/28A RU2010104320A RU2503043C2 RU 2503043 C2 RU2503043 C2 RU 2503043C2 RU 2010104320/28 A RU2010104320/28 A RU 2010104320/28A RU 2010104320 A RU2010104320 A RU 2010104320A RU 2503043 C2 RU2503043 C2 RU 2503043C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- solid
- zhts
- octane
- radiation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к лазерной технике, а конкретнее к жидкостным охлаждающим средам (теплоносителям) (ЖТС) твердотельных лазеров (например, неодимовых или гольмиевых), являющимся одновременно светофильтром для ультрафиолетового (УФ) излучения лампы накачки лазера. Оно может применяться везде, где разрабатываются или применяются твердотельные лазеры, имеющие жидкостную систему охлаждения с фильтрацией УФ-излучения лампы накачки. Сущность изобретения заключается в том, что ЖТС содержит 2-окси-4-(С7-С9-алкил)оксибензофенон, бутиловый спирт и октан при следующем содержании компонентов, мас.%: 2-окси-4-(С7-С9)алкоксибензофенон 0,3-0,6 бутиловый спирт 35-45, октан - остальное. Технический результат заключается в обеспечении возможности увеличения ресурса работы лазера.
Description
Изобретение относится к лазерной технике, а конкретнее, к жидкостным охлаждающим средам (теплоносителям) твердотельных лазеров (например, неодимовых или гольмиевых), являющихся одновременно светофильтром для ультрафиолетового (УФ) излучения лампы накачки лазера. Оно может применяться везде, где разрабатываются или применяются твердотельные лазеры, имеющие жидкостную систему охлаждения с фильтрацией УФ излучения лампы накачки.
Известен жидкостный теплоноситель-светофильтр (ЖТС), применяющийся для охлаждения лазеров на гранате или стекле с неодимом и фильтрации УФ излучения ламп накачки [1]. Этот ЖТС содержит пропиловый или изопропиловый спирт, 2,2',4,4'-тетраоксибензофенон и уксуснокислый натрий при следующем содержании компонентов, мас.%:
пропиловый или изопропиловый спирт | 15-85 |
2,2',4,4'-тетраоксибензофенон | 0,03-0,07 |
уксуснокислый натрий | 0,2-0,7 |
вода | остальное. |
Он имеет границу полосы пропускания в УФ диапазоне около 370 мкм и прозрачен вплоть до 1 мкм. Эта спектральная характеристика является оптимальной для накачки твердотельных лазеров на гранате, легированном неодимом.
Практика использования этого ЖТС выявила, что он имеет недостаточную морозостойкость (температура замерзания ниже -18°С), что не позволяет эксплуатировать ЖТС на открытых площадках в холодное время года. Указанный ЖТС имеет также недостаточно высокую температуру кипения (меньше 100°С), при которой происходит существенное фоторазложение ТФ и постепенное осаждение нерастворимых продуктов разложения ТФ на поверхности колбы лампы накачки. При длительной непрерывной работе лазера этот эффект вызывает уменьшение ресурса работы лазера.
Более низкую температуру замерзания ниже минус 60°С имеет один из возможных ЖТС, описанных в [2], в котором содержатся как компоненты краситель 2-окси-4-(С7-С9)-алкоксибензофенон, бутанол и октан, органические эфиры. Однако указанный ЖТС [2] в своем составе может содержать большие доли компонентов вплоть до 100%, что может приводить к уменьшению ресурса работы ЖТС до нуля при 100% содержании, например, красителя, и к недостаточному ресурсу работы в прочих случаях.
Этот ЖТС [2] является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и выбран в качестве прототипа.
Задачей изобретения является определение оптимального состава ЖТС для увеличения ресурса работы лазера с ЖТС.
Сущность изобретения заключается в том, что ЖТС, включающий 2-окси-4-(С7-С9)-алкоксибензофенон, бутанол и октан, в отличие от прототипа имеет содержание компонентов, мас.%:
2-окси-4-(С7-С9)-алкоксибензофенон | 0,3-0,6 |
бутанол | 35-45 |
октан | остальное. |
Поставленная задача решается следующим образом.
Применение 2-окси-4-(С7-С9)-оксибензофенона (ОФ) в содержании (0,3-0,6 мас.%) позволяет обеспечить необходимые физические характеристики - ОФ растворим в смеси октана с бутанолом (БС) и обеспечивает границу пропускания ЖТС в УФ диапазоне длин волн излучения около 370 мкм и прозрачность вплоть до длин волн излучения около 1 мкм. Эта спектральная характеристика является оптимальной для ламповой накачки твердотельных лазеров на гранате, легированном неодимом. Излучение накачки с длиной волны более 370 нм практически не вызывает появления наведенного неактивного поглощения в активном элементе лазера, соответственно, не уменьшается энергетика и обеспечивается достаточный ресурс работы лазера. Так как коэффициент экстинкции ОФ в УФ области велик, для фильтрации УФ излучения и обеспечения необходимых спектральных характеристик ЖТС достаточно малой концентрации ОФ (0,3-0,6 мас.%). Увеличивать концентрацию ОФ более 0,6 мас.% нежелательно, так как в этом случае уменьшается толщина слоя ЖТС, в котором поглощается УФ излучение. Соответственно, при этом растет температура ЖТС в этом слое и ухудшается охлаждение лампы накачки, что приводит к уменьшению энергетики и ресурса работы лазера.
Концентрация ОФ менее 0,3 мас.% не позволяет обеспечить достаточную фильтрацию УФ излучения накачки лазера, соответственно, при этом за счет появления наведенного неактивного поглощения в активном элементе лазера уменьшаются энергетика и ресурс работы лазера.
ОФ малореакционноспособен, кроме того у него малая концентрация, что приводит к малой коррозионной активности ЖТС, а соответственно, малой скорости появления продуктов коррозии в ЖТС и образования налета на оптических элементах системы накачки лазера. При этом обеспечивается ресурс работы лазера.
Наличие БС создает возможность растворения ОФ, обеспечения высокой температуры кипения (у БС она составляет 117,5°С) и условия для обеспечения морозоустойчивости ЖТС (температура замерзания БС составляет -79,9°С).
Наличие бутилового спирта (БС) обеспечивает также фотоустойчивость ЖТС и его ресурс работы из-за увеличения фотоу стойкости ОФ при наличии водородных связей молекул ОФ и БС.
Кроме того, наличие БС устраняет появление в ЖТС налетов биологического происхождения,
Содержание БС ограничено сверху 45 мас.%, иначе при отрицательных температурах (от 0°С до -50°С) ЖТС будет иметь большую вязкость (вязкость БС составляет 34,7 сПз при -50°С), соответственно, малую скорость прокачивания в системе охлаждения лампы накачки, что ведет к ухудшению охлаждения лампы накачки, уменьшению ее ресурса и ресурса работы лазера.
Содержание БС ограничено снизу 35 мас.% в связи с необходимостью обеспечения расворимости ОФ в ЖТС, при меньшем содержании БС ОФ не будет полностью растворяться в ЖТС.
Наличие октана создает возможность растворения БС, обеспечения высокой температуры кипения (у октана она составляет 124,7°С) и условия для обеспечения морозоустойчивости ЖТС (температура замерзания октана составляет - 56,8°С).
Наличие октана позволяет получить ЖТС с малой вязкостью (1,8 сПз) при низких температурах около - 50°С (вязкость октана при -50°С составляет 1,8 сПз). Содержание октана определяется содержанием БС и ОФ.
Таким образом, предлагаемый ЖТС имеет температуру кипения 104°С и температуру замерзания -62°С. Спектральные характеристики предлагаемого ЖТС близки к оптимальным.
В конкретном исполнении ЖТС был изготовлен при следующем содержании компонентов, мас.%:
2-окси-4-(С7-С9-алкил)оксибензофенон | 0,5 |
бутиловый спирт | 40 |
октан | 59,5. |
ЖТС позволяет получить повышенную температуру кипения, и соответственно, повышенный ресурс работы лазера (уменьшается скорость осаждения нерастворимых продуктов разложения ОФ на поверхности колбы лампы накачки).
Этот ЖТС использовался для охлаждения непрерывных лазеров на гранате с неодимом, активные элементы которых нельзя подвергать воздействию УФ излучения, в диапазоне температур окружающей среды от -50°С до +50°С. Накачка лазеров осуществлялась излучением криптоновой газоразрядной лампы ДНП2-5/38А при электрической мощности накачки 1200÷1400 Вт. Мощность непрерывного излучения лазера составляла при этом не менее 10 Вт. Система охлаждения включала в себя бак из нержавеющей стали, корпус излучателя и конструктивные элементы излучателя, изготовленнные из нержавеющей стали и титана. Толщина слоя между лампой накачки и активным элементом составляла не менее 2 мм.
Лазер работал циклами непрерывной работы до закипания ЖТС на колбе лампы накачки. После этого он выключался, ЖТС остывал до температуры окружающей среды, и опять происходило включение накачки лазера. Стабильность характеристик ЖТС обеспечивалась в течение 30 часов работы.
Предложенный ЖТС обеспечивает повышенную температуру кипения, оптимальные спектральные характеристики, возможность эксплуатации в в диапазоне температур окружающей среды от -50°С до +50°С, ресурс работы лазера в течение 30 часов.
Таким образом, ЖТС с оптимальным составом позволяет увеличить ресурс работы лазера с ЖТС.
Источники информации.
1. Патент BY №4241 C1 1999.04.29, весь документ.
2. Патент DD №301029 A7 1983.10.27, весь документ. - Прототип.
Claims (1)
- Жидкостный теплоноситель-светофильтр твердотельных лазеров, включающий 2-окси-4-(С7-С9)-алкоксибензофенон, бутанол и октан, отличающийся тем, что содержание компонентов составляет, мас.%:
2-окси-4-(С7-С9)-алкоксибензофенон 0,3-0,6 бутанол 35-45 октан остальное
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BY20090176 | 2009-02-09 | ||
BYA20090176 | 2009-02-09 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010104320A RU2010104320A (ru) | 2011-08-20 |
RU2503043C2 true RU2503043C2 (ru) | 2013-12-27 |
Family
ID=44755337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010104320/28A RU2503043C2 (ru) | 2009-02-09 | 2010-02-08 | Жидкостный теплоноситель-светофильтр твердотельных лазеров |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2503043C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD301029A7 (de) * | 1987-12-16 | 1992-09-24 | Jenoptik Jena Gmbh | Verfahren zur kuehlung und zur absorption von uv-strahlung bei festkoerperlasern |
SU1820809A1 (ru) * | 1991-06-28 | 1996-04-10 | Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Лазерное вещество |
RU2307433C1 (ru) * | 2006-04-20 | 2007-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ДЕЛТАКОР" | Жидкостный теплоноситель-светофильтр для лазеров |
EP1892562A1 (en) * | 2006-08-23 | 2008-02-27 | FUJIFILM Corporation | Production method for color filter |
-
2010
- 2010-02-08 RU RU2010104320/28A patent/RU2503043C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD301029A7 (de) * | 1987-12-16 | 1992-09-24 | Jenoptik Jena Gmbh | Verfahren zur kuehlung und zur absorption von uv-strahlung bei festkoerperlasern |
SU1820809A1 (ru) * | 1991-06-28 | 1996-04-10 | Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Лазерное вещество |
RU2307433C1 (ru) * | 2006-04-20 | 2007-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ДЕЛТАКОР" | Жидкостный теплоноситель-светофильтр для лазеров |
EP1892562A1 (en) * | 2006-08-23 | 2008-02-27 | FUJIFILM Corporation | Production method for color filter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010104320A (ru) | 2011-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11509111B2 (en) | All-solid-state high-power slab laser based on phonon band edge emission | |
CN104064955B (zh) | 一种浸没式冷却固体激光器 | |
Cui et al. | 100–300 Hz repetition-rate acousto-optic Q-switched 2.79 μm Er: YSGG laser side-pumped by laser-diode | |
RU2503043C2 (ru) | Жидкостный теплоноситель-светофильтр твердотельных лазеров | |
CN205374825U (zh) | 一种光纤激光输出头 | |
Yamamoto et al. | The use of large transparent ceramics in a high powered, diode pumped solid state laser | |
Gao et al. | Efficient continuous-wave 1112 nm Nd: YAG laser operation under direct diode pumping at 885 nm | |
Li et al. | A continuous-wave b-cut Tm, Ho: YAlO3 laser with a 15 W output pumped by two laser diodes | |
FR3045965A1 (fr) | Module d'emission lumineuse a concentration et dispositif laser utilisant un tel module | |
KR101907692B1 (ko) | 레이저 빔을 방출하기 위해 종방향 냉각하는 안티-횡단 레이징 디바이스 | |
Higuchi et al. | Float zone growth of Nd: GdVO4 single crystals along [1 1 0] direction and their laser performance | |
Hildebrandt et al. | Diode-pumped Yb: KYW thin-disk laser operation with wavelength tuning to small quantum defects | |
CN205353412U (zh) | 一种光纤激光输出头 | |
EP1999826B1 (fr) | Dispositif d'amplification laser a refroidissement cryogenique | |
CN203415812U (zh) | 一种医用三波长黄绿光激光器 | |
RU2439761C1 (ru) | Активный элемент дискового лазера | |
Li et al. | 555 nm laser sources based on intracavity frequency doubling of Nd: YGG laser | |
RU2516166C1 (ru) | Активный элемент из иттрий-алюминиевого граната, легированного неодимом, с периферийным поглощающим слоем | |
CN116254605B (zh) | 一种黄光自倍频晶体及黄光自倍频激光器 | |
RU2111589C1 (ru) | Твердотельный лазер | |
CN214044322U (zh) | 一种弧形激光放大系统 | |
CN103457143A (zh) | 一种医用三波长黄绿光激光器 | |
Li et al. | 600-W lamp pumped CW Nd: YAG laser | |
Mateos et al. | Power Scaling and Thermo-Optics of Ho: KY (WO4) 2 Thin-Disk Lasers: Effect of Ho3+ Concentration | |
CA2090557A1 (en) | Solid-state laser device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210209 |