RU2760631C1 - Лазерное вещество - Google Patents

Лазерное вещество Download PDF

Info

Publication number
RU2760631C1
RU2760631C1 RU2020140032A RU2020140032A RU2760631C1 RU 2760631 C1 RU2760631 C1 RU 2760631C1 RU 2020140032 A RU2020140032 A RU 2020140032A RU 2020140032 A RU2020140032 A RU 2020140032A RU 2760631 C1 RU2760631 C1 RU 2760631C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
substance
oxazolyl
benzene
phenyl
Prior art date
Application number
RU2020140032A
Other languages
English (en)
Inventor
Евгений Николаевич Тельминов
Татьяна Александровна Солодова
Елена Николаевна Никонова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет»
Priority to RU2020140032A priority Critical patent/RU2760631C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2760631C1 publication Critical patent/RU2760631C1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • H01S3/213—Liquids including an organic dye

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к твердотельным органическим лазерам. В настоящее время существует большое количество полимерных лазерно-активных сред на основе акрилатов и метакрилатов, которые допируются органическими соединениями для получения лазерной генерации, излучающие в оптическом диапазоне спектра. Заявленное лазерное вещество содержит ди(фенил-5-оксазолил-2)-1,4-бензол, полиметилметакрилат, и дополнительно содержит (1,3,5,7,9,11,13,15-окта(пропилметакрилат)пентацикло[9.5.1.13,9.15,15.17,13]октасилоксан) при следующем соотношении, мас.%: ди(фенил-5-оксазолил-2)-1,4-бензол - 0,04; (1,3,5,7,9,11,13,15-окта(пропилметакрилат)пентацикло[9.5.1.13,9.15,15.17,13]октасилоксан) - 8; полиметилметакрилат - остальное. Технический результат - увеличение ресурса работы твердотельной органической лазерной среды, излучающей в синем диапазоне спектра, а также снижение плотности мощности накачки с одновременным сохранением эффективности преобразования (КПД) светового излучения. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к твердотельным органическим лазерам. В настоящее время существует большое количество полимерных лазерно-активных сред на основе акрилатов и метакрилатов, которые допируются органическими соединениями для получения лазерной генерации, излучающие в оптическом диапазоне спектра.
Лазерное вещество может использоваться в задачах, связанных с созданием перестраиваемых лазерных систем синего диапазона спектра.
Ди(фенил-5-оксазолил-2)-1,4-бензол (ПОПОП) известное органическое соединение широко используемое в качестве сцинтилляционных индикаторов ионизирующих излучений. Лазерное излучение в газовой фазе ПОПОП получено еще в 60-х годах. Однако эффективной лазерной среды на основе ПОПОП до сих пор не создано, хотя диапазон 400-430 нм длин волн является востребованным.
Изобретение относится к твердотельным лазерным веществам на основе органических красителей содержащее ди(фенил-5-оксазолил-2)-1,4-бензол (ПОПОП) в полиметилакрилате (ПММА) и может найти применение в лазерной технике для изготовления активных элементов перестраиваемых лазеров синего диапазона спектра.
Известно лазерное вещество [1] содержащее растворитель бутиловый спирт и ПОПОП. Эффективность преобразования составила - 2,9%. Возбуждение активной среды осуществлялось в поперечной схеме азотным лазером с длиной волны излучения 337 нм.
Недостатком аналога является то, что лазерное вещество представляет собой жидкую среду, состоящую из растворителя и лазерно-активного органического соединения и низкий КПД преобразования.
Известно также твердотельное лазерное вещество [2] на основе геля. Вещество твердотельной лазерной среды представляла собой полиакриламидный гель, допированный различными красителями и в частности ПОПОП. Для того чтобы лазерный элемент сохранял форму лазерное вещество помещалось в контейнер изготовленный из прозрачного материала для длин волн накачки и генерации. Возбуждение активной среды предлагалось осуществлять в поперечной схеме различными видами лазеров. Недостатком аналога является использование дополнительного контейнера и сложная технология изготовления самого тела лазерно-активной среды.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту, взятое за прототип, является вещество, содержащее искомый краситель (ПОПОП) внедренный в твердотельную матрицу на основе полиметилметакрилата (ПММА). В работе получена эффективная генерация ПОПОП (КПД достигает 25%, длина волны излучения составила 417 нм) в твердотельной матрице на основе полиметилметакрилата в поперечной схеме возбуждения эксимерным лазером с длиной волны излучения 308 нм [3].
Недостатком лазерного вещества прототипа является низкий ресурс работы лазерной среды и неоптимальный КПД преобразования. За меру ресурса в аналоге принята энергия, облучение которой единицы поверхности образца приводит к падению кпд генерации в два раза.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение
- увеличение ресурса работы твердотельной органической лазерной среды излучающей в синем диапазоне спектра;
- снижение плотности мощности накачки с одновременным сохранением эффективности преобразования (КПД) светового излучения.
Решение поставленной задачи достигается тем, что предлагаемое лазерное вещество, содержит ди(фенил-5-оксазолил-2)-1,4-бензол, полиметилметакрилат, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит (1,3,5,7,9,11,13,15-окта(пропилметакрилат)пентацикло[9.5.1.13,9.15,15.17,13]октасилоксан) при следующем соотношении, мас.%:
ди(фенил-5-оксазолил-2)-1,4-бензол 0,04
(1,3,5,7,9,11,13,15-окта(пропилметакрилат)пентацикло[9.5.1.13,9.15,15.17,13]октасилоксан) 8
полиметилметакрилат остальное
Пример получения заявленного лазерного вещества состоит в следующем. В 2-х мл очищенного метилметакрилата растворяют 0,0016 г ПОПОП и 0,32 г ПОСС. В 1,68 мл очищенного метилметакрилата растворяют 0,004 г азо(бисизобутиронитрила). Оба раствора сливают и тщательно перемешивают. Приготовленный раствор помещают в герметичную форму из полипропилена и полимеризуют в термостате при повышенной температуре (но не более 80°С) в течение 14 дней. Затем формы разнимают и извлекают образцы.
Лазерные элементы изготавливаются в виде усеченного по боковой поверхности цилиндра размером: диаметр 10 мм, длина 10 мм, толщина образца по секущей плоскости 7 мм.
Далее проводится ручная полировка торцов элемента и усеченной грани до чистоты обработки поверхности 2,5.
Ресурс работы лазерно-активной среды и генерационная эффективность преобразования излучения накачки исследовалась при возбуждении третьей гармоникой АИГ-лазера с длинной волны излучения 355 нм с энергией импульса до 15 мДж, длительностью 10 нс, в поперечной схеме накачки. За меру ресурса работы лазерного элемента взят критерий из [3]: резонатор был образован наружной торцевой гранью лазерного элемента и плоским 100%-отражающим алюминиевым зеркалом.
В таблице приведены результаты исследования генерационных характеристик вещества прототипа и предлагаемого образца.
Таблица 1 Генерационные характеристики вещества прототипа и предлагаемого образца
Вещество λген, длина волны генерации (нм) W, плотность мощности накачки, (МВт/см2) КПД, % Ресурс,
Дж/см2
ПОПОП в ПММА + 8% ПОСС-ПМА 418 8 27 200
ПОПОП в ПММА
Радуга 417 [3]		 417 33 25 6
Из сравнения характеристик приведенных в таблице следует, что предлагаемое лазерное вещество существенно превосходит вещество прототип, по ресурсу работы лазерного вещества в 33 раза, при снижении плотности мощности накачки в 3 раза с одновременным увеличением эффективности преобразования (КПД) светового излучения на 3%.
1. Пат. 3745484 США Flowing liqueed laser / Caristi R. (USA); Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office; опубл. 10.07.1973.
2. Пат. 5610932 США Solid state dye laser host / Kessler W.J. (USA), Davis S.J. (USA), Ferguson D.R. (USA), Pugh E. R. (USA); Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office; опубл. 11.03.1997.
3. В.А. Светличный, Т.Н. Копылова, Г.В. Майер, Л.Г. Самсонова, Н.Н. Светличная, Е.А. Вайтулевич Полимерные активные среды перестраиваемых лазеров // Материалы VII Международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» в 7 томах. - Новосибирск, 21-24 сентября 2004. - Том 5. - C. 36-39.

Claims (2)

  1. Лазерное вещество, содержащее ди(фенил-5-оксазолил-2)-1,4-бензол, полиметилметакрилат, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит (1,3,5,7,9,11,13,15-окта(пропилметакрилат)пентацикло[9.5.1.13,9.15,15.17,13]октасилоксан) при следующем соотношении, мас.%:
  2. ди(фенил-5-оксазолил-2)-1,4-бензол 0,04 (1,3,5,7,9,11,13,15-окта(пропилметакрилат)пентацикло [9.5.1.13,9.15,15.17,13]октасилоксан) 8 полиметилметакрилат остальное
RU2020140032A 2020-12-07 2020-12-07 Лазерное вещество RU2760631C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140032A RU2760631C1 (ru) 2020-12-07 2020-12-07 Лазерное вещество

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140032A RU2760631C1 (ru) 2020-12-07 2020-12-07 Лазерное вещество

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760631C1 true RU2760631C1 (ru) 2021-11-29

Family

ID=79174129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020140032A RU2760631C1 (ru) 2020-12-07 2020-12-07 Лазерное вещество

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760631C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4670882A (en) * 1978-10-07 1987-06-02 Bayer Aktiengesellschaft Dyestuff laser
SU1141968A1 (ru) * 1983-03-24 1987-12-07 Предприятие П/Я А-3695 Лазерное вещество
US5356667A (en) * 1990-07-11 1994-10-18 The University Of Florida Laser dye impregnated silica sol-gel monoliths
US20100303119A1 (en) * 2005-02-08 2010-12-02 President And Fellows Of Harvard College Microfluidic Lasers
RU2568877C1 (ru) * 2014-12-16 2015-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Национальный исследовательский Томский государственный университет (ТГУ, НИ ТГУ) Лазерное вещество

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4670882A (en) * 1978-10-07 1987-06-02 Bayer Aktiengesellschaft Dyestuff laser
SU1141968A1 (ru) * 1983-03-24 1987-12-07 Предприятие П/Я А-3695 Лазерное вещество
US5356667A (en) * 1990-07-11 1994-10-18 The University Of Florida Laser dye impregnated silica sol-gel monoliths
US20100303119A1 (en) * 2005-02-08 2010-12-02 President And Fellows Of Harvard College Microfluidic Lasers
RU2568877C1 (ru) * 2014-12-16 2015-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Национальный исследовательский Томский государственный университет (ТГУ, НИ ТГУ) Лазерное вещество

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.А. Светличный, Т.Н. Копылова, Г.В. Майер, Л.Г. Самсонова, Н.Н. Светличная, Е.А. Вайтулевич. Полимерные активные среды перестраиваемых лазеров // Материалы VII Международной конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения" в 7 томах. - Новосибирск, 21-24 сентября 2004. - Том 5, C.36-39. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Acuna et al. Proton-transfer lasing from solid organic matrices
Amat-Guerri et al. Laser action from rhodamine 6G-doped poly (2-hydroxyethyl methacrylate) matrices with different crosslinking degrees
Costela et al. Polymeric solid-state dye lasers: Recent developments
Costela et al. Solid-state dye laser based on Coumarin 540A-doped polymeric matrices
US4139342A (en) Dye impregnated plastics for laser applications
Costela et al. Laser performance of Coumarin 540A dye molecules in polymeric host media with different viscosities: From liquid solution to solid polymer matrix
Costela et al. Polymeric matrices for lasing dyes: recent developments
Costela et al. Laser performance of pyrromethene 567 dye in solid polymeric matrices with different cross-linking degrees
RU2760631C1 (ru) Лазерное вещество
López Arbeloa et al. Relations between photophysical and lasing properties of rhodamines in solid polymeric matrices.
Giffin et al. Solid state dye lasers based on 2-hydroxyethyl methacrylate and methyl methacrylate co-polymers
Amat-Guerri et al. Laser action from a rhodamine 640-doped copolymer of 2-hydroxyethyl methacrylate and methyl methacrylate
Wang et al. A simple, efficient plastic dye laser
Costela et al. Studies on laser action from polymeric matrices doped with coumarin 503
Aldag et al. Efficient solid state dye lasers based on polymer-filled microporous glass
JPS62232985A (ja) Ｃｒをド−プした硼酸スカンジウムレ−ザ−
Martín et al. Sulforhodamine B doped polymeric matrices: A high efficient and stable solid-state laser
Bondar et al. Spectral-luminescence and lasing properties of the pyrromethene dye PM-567 in ethanol and in a polymer matrix
RU2568877C1 (ru) Лазерное вещество
Vijila et al. Photophysical characteristics of coumarin 485 dye doped poly (methyl methacrylate) modified with various additives
US20070034831A1 (en) Synthesis of solid state dye laser by y-irradiation polymerization method
Arbeloa et al. Photophysical and lasing properties of a new ester derivative of rhodamine 6G
Costela et al. Studies on laser action from polymeric matrices based on trimethylsilyl methacrylate doped with pyrromethene 567 dye
Bezrodnyi et al. Highly stable polymethine-dye-based polymer switches for passive mode locking in neodymium lasers
Heinsohn et al. Cooled dye laser