SU1308131A1 - Method of obtaining laser active medium - Google Patents

Method of obtaining laser active medium Download PDF

Info

Publication number
SU1308131A1
SU1308131A1 SU853875361A SU3875361A SU1308131A1 SU 1308131 A1 SU1308131 A1 SU 1308131A1 SU 853875361 A SU853875361 A SU 853875361A SU 3875361 A SU3875361 A SU 3875361A SU 1308131 A1 SU1308131 A1 SU 1308131A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
crystal
laser
heat treatment
increase
irradiated
Prior art date
Application number
SU853875361A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
О.Н. Билан
А.П. Войтович
В.Э. Гринкевич
В.А. Кононов
С.А. Михнов
В.И. Усков
Н.Г. Черенда
Original Assignee
Институт физики АН БССР
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 Институт физики АН БССР filed Critical Институт физики АН БССР
Priority to SU853875361A priority Critical patent/SU1308131A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1308131A1 publication Critical patent/SU1308131A1/en

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области квантовой электроники и может быть использовано дл  создани  активных элементов и пассивных затворов в лазерах . Целью изобретени   вл етс  повышение КПД лазера при одновременном расширении спектрального диапазона генерации .Дл  достижени  поставленной Дели производ т оптическую обработку кристалла,затем помещают данный кристалл в кадмиевый контейнер и ввод т контейнер в активную зону  дррного реактора. После этого провод т термообработку кристалла в диапазоне температур от 600 до 700 К в течение времени Не более полутора часов. Затем кристалл облучают J-излучением определенной дозы и провод т повторную термообработку. Это позвол ет увеличить КПД лазера до 17%, по.пучить генерацию в видимой области спектра. СО о 30 соThe invention relates to the field of quantum electronics and can be used to create active elements and passive gates in lasers. The aim of the invention is to increase the efficiency of the laser while simultaneously expanding the spectral range of generation. To achieve the delivered Delhi, the crystal is optically processed, then the crystal is placed in a cadmium container and the container is introduced into the core of the other reactor. After that, the crystal is heat treated in the temperature range from 600 to 700 K for a time of Not more than one and a half hours. Then the crystal is irradiated with J-radiation of a certain dose and re-heat treated. This makes it possible to increase the laser efficiency by up to 17%, according to puff generation in the visible region of the spectrum. WITH about 30 with

Description

1 ti1 ti

изобретение относитс  к области , квантовой электроники и может быть использовано дл  создани  активных элементов, используемых в лазерах с перестраинае адм по частоте излуче- нием, и пассивных затворов мононм- пульсиык Лазеров.The invention relates to the field of quantum electronics and can be used to create active elements used in lasers with tuning the frequency of radiation, and passive gates of mono pulsary lasers.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД лазера при одновременном расширении спектрального диапазона генерации.The aim of the invention is to increase the efficiency of the laser while simultaneously expanding the spectral range of generation.

Генераци  расшир етс  в область видимого и ближнего инфракрасного излучени , .Generation expands to visible and near infrared radiation,.

В результате ударного механизма взаимодействи  быстрые нейтроны вызывают образование в кристалле большого количества дефектов типа смещений . При интегральных потоках быстрых нейтронов менее 10 Н см концентраци  дефектов недостаточна дл  придани  кристаллу в дальнейшем необходимых дл  получени  генерации свойств. При потоках свьшеAs a result of the shock mechanism of interaction, fast neutrons cause the formation of a large number of defects such as displacements in a crystal. With integral fast neutron fluxes of less than 10 N cm, the concentration of defects is insufficient to give the crystal further properties necessary for obtaining the generation. When flows over

10 °н-см начинают ухудшатьс  меха- J . - нические свойства кристалла. Кроме 10 ° n-cm begin to deteriorate mecha- j. - The nical properties of the crystal. Besides

того, облучение такими потоками повышает стоимость изготовлени  среды. Однако только облучение нейтро- нами в указанном интервале потоков не позвол ет создать в кристалле центры окраски, пригодные дл  созда- ни - активной среды. Дефекты типа смещений разнообразны. Они включают ка- тионные и анионные вакансии, между- Moreover, irradiation with such streams increases the cost of fabricating the medium. However, only neutron irradiation in the specified range of fluxes does not allow the creation of color centers in the crystal that are suitable for creating an active medium. Defects such as offsets are varied. They include cationic and anionic vacancies, inter-

узелькые атомы и ионы. Кроме того, при захвате анионнь ми ваканси ми электронов образуютс  одновакантные центры окраски. Однако эти центры окраски обуславливают поглощение в ультрафиолетовой области спектра.narrow atoms and ions. In addition, at the capture of anion vacancies of electrons, single-color centers are formed. However, these color centers determine absorption in the ultraviolet region of the spectrum.

Дл  создани  двухвакантных центров окраски, оптические переходы в которых обеспечивают придание необходимых свойств среде, необход1-1ма термо- обработка в течение 1-1 j5 ч при температуре 600-700 К, При температуре выше 600 К анионные вакансии станов тс  пoдв iжными и, диффундиру  по кристаллу, присоедин ютс  к однова- кантным центрам окраски, образу  двухвакантные, Повышение температуры отжига свьшю 700 К приводит к частичному раз-рутиению центров окраски, ЭтаTo create dvuhvakantnyh color centers, optical transitions in which provide the imparting the necessary properties to the environment, it is necessary 1-1m heat treatment for 1-1 j5 h at a temperature of 600-700 K. in a crystal, they are attached to single color centers, forming two-vacancy. An increase in the annealing temperature of 700 K leads to a partial destruction of the color centers,

термообработка обеспечивает много- кратное увеличение концентрации цент ров окраски5 имеющих максимумы полос поглощени  около 450, 570, 670jheat treatment provides a multiple increase in the concentration of color centers 5 with maximal absorption bands of about 450, 570, 670 j

1212

850 нм. Возможен отжиг и при более коротких временах, однако, учитыва  высокую инерционность тепловых источников при термообработке и целесообразность получени  воспроизводимых результатов, выбираетс  временной интервал 1-1,5 ч.850 nm. Annealing is also possible at shorter times, however, taking into account the high inertia of heat sources during heat treatment and the expediency of obtaining reproducible results, a time interval of 1-1.5 hours is selected.

Поглощение и испускание света центрами окраски, ответственными за возникновение полос поглощени  с максимумами 670 и 850 нм, определ ет возможность перестройки длины волны генерируемого излучени . Дл  увеличени  концентрации зтих центров окраски -кристалл облучают f -квантами дозой 26-260 Кл;кг и повторно провод т термообработку при температуре 720-770 К в течение 1-1,5 ч. Проведение такой процедуры позвол ет увеличить почти вдвое концентрацию центров , поглощающих в области 850 нм, и на 10-20% - центров, поглощающих в области 670 нм. После облучени  нейтронами в кристалле возникает ограниченное количество одновакантных центров, содержащих в своем составе 2,3 и более злектронов. Поэтому при первой термообработке после присоединени  вакансий образует;с  сравнительно небольшое количество центров, поглощающих в области 670 нм, и еще меньшее центров, поглощающих в области 850 нм. При у -облучении этик кристаллов происходит перераспределение электронов уже между двухва- кантными центрами, и концентраци  центров с большим числом электронов возрастает. Дл  проведени  этого процесса достаточна доза облучени  26 - 269 Кл-кг . При дозах менее 26 Кл не успевает установитьс  динамическое равновесие по электронным состо ни м, обеспечивающее увеличение концентрации центров. Дозы более 260 Кл-кг не имеют практической целесообразности. Однако при у-облучении, как и вначале при нейтронном , возникает и неактивное поглощение другими дефектами. Дл  их устранени  проводитс  повторна  термообработка при температурах 720- ,770 К в течение 1-1,5 ч. При этом нет необходимости увеличивать температуру отжига свыше 770 К, а при температурах менее 720 К ответственные за остаточное поглощение дефекты не успевают отжигатьс  за указанный период времени.The absorption and emission of light by the color centers responsible for the occurrence of absorption bands with maxima of 670 and 850 nm determines the possibility of tuning the wavelength of the generated radiation. To increase the concentration of these color centers, the crystal is irradiated with f-quanta with a dose of 26-260 Cl; kg and re-heat-treated at a temperature of 720-770 K for 1-1.5 hours. By carrying out this procedure, it is possible to almost double the concentration of centers absorbing in the region of 850 nm, and 10-20% - centers absorbing in the region of 670 nm. After neutrons are irradiated in a crystal, a limited number of one-vacant centers occur, containing 2.3 or more electrons. Therefore, during the first heat treatment, after the addition, vacancies form, with a relatively small number of centers absorbing in the 670 nm region, and even smaller centers absorbing in the 850 nm region. With γ irradiation of ethic crystals, the redistribution of electrons between the two-vacancy centers already occurs, and the concentration of centers with a large number of electrons increases. For this process, a radiation dose of 26 to 269 Kl-kg is sufficient. At doses less than 26 Kl, dynamic equilibrium over electronic states does not have time to establish, which ensures an increase in the concentration of centers. Doses of more than 260 kg-kg have no practical feasibility. However, when γ-irradiation, as at the beginning with the neutron one, inactive absorption by other defects also occurs. To eliminate them, heat treatment is repeated at temperatures of 720-, 770 K for 1-1.5 hours. At the same time, there is no need to increase the annealing temperature above 770 K, and at temperatures less than 720 K, the defects responsible for residual absorption do not have time to anneal during this period. of time.

3P

Пример 1. fSepyr кристалл сапфира толщмкой 10 мм, производ т его -оптическую обработку. После этсг го обработанный кристалл помещают в металлический кадмиевый контейнер (толщина стенки не менее 1 мм). Кадмий обрезает тепловую часть нейтрон- иого спектра, что позвол ет существенно снизить уровень наведенной активности кристалла из-за уменьшени  его активации тепловыми нейтронами. Контейнер с кристаллом помещают в активную зону  дерного реактора и провод т облучение кристалла быстрыми нейтронами с интегральным потоком Example 1. The fSepyr sapphire crystal with a thickness of 10 mm produces its optical processing. After this, the treated crystal is placed in a metal cadmium container (wall thickness not less than 1 mm). Cadmium cuts off the thermal part of the neutron spectrum, which makes it possible to significantly reduce the level of induced crystal activity due to a decrease in its activation by thermal neutrons. The container with the crystal is placed in the active zone of the nuclear reactor and the crystal is irradiated with fast neutrons with an integral flux.

i 1Л i 1Л

10 Н СМ. После облучени  контейнер с кристаллом извлекают из активной зоны fieaKTopa и помещают в хранилище радиоактивных веществ, в котором его выдерживают в течение око- по 2 мес цев дл  спада наведенной радиоактивности. По прошествии этого времени кристалл извлекают из контейнера и дозиметрическими приборами определ ют уровень остаточной радиоактивности, который не должен превьппать определенных норм. Далее провод т дезактивацию поверхности облученного кристалла, заключающуюс  в ее обработке этиловым спиртом и дистиллированной водой, дл  удалени  поверхностных радиоактивных загр знений.10 H CM. After irradiation, the container with the crystal is removed from the fieaKTopa core and placed in a repository of radioactive substances, in which it is kept for about 2 months to reduce the induced radioactivity. After this time, the crystal is removed from the container and the dosimetric devices determine the level of residual radioactivity, which should not exceed certain standards. The decontamination of the surface of the irradiated crystal, which consists in processing it with ethyl alcohol and distilled water, is then carried out to remove surface radioactive contamination.

После термообработки в течение одного часа при температуре 650 К в спектре по вл ютс  полосы поглощени  с максимумами при 570, 670 и 850 нм. После у -облучени  дозой 26 Кл. и термообработки в течение одного часа при 720 К концент- раци  центров, ответственных за поглощение в полосах с максимумами 670 и 850 нм, заметно возрастает.After heat treatment for one hour at 650 K, absorption bands with maxima at 570, 670 and 850 nm appear in the spectrum. After irradiation with a dose of 26 Kl. and heat treatment for one hour at 720 K, the concentration of centers responsible for absorption in the bands with maxima at 670 and 850 nm, increases markedly.

Прим е. р 2. Активный элемент из кристалла сапфира толщиной 1 см, облученный потоком быстрых нейтронов 10 н -см и выдержанный 2 мес ца в хранилище, возбуждалс  излучением лазера на красителе с плотностью мощности 100 МВт-см на длине волны 450 нм. В резонаторе с зеркалами, . имеющими коэффициент отражени  0,09, излучение накачки не обеспечивало достижение порога генерации. После термообработки при температуре 700 К в Note E. p. An active element made of sapphire crystal 1 cm thick, irradiated with a stream of fast neutrons of 10 n-cm and aged 2 months in storage, was excited by a dye laser with a power density of 100 MW-cm at a wavelength of 450 nm. In the resonator with mirrors,. having a reflection coefficient of 0.09, the pump radiation did not achieve the generation threshold. After heat treatment at 700 K in

ВИИИПИ Заказ 2307VIIIPI Order 2307

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Random polygons pr-tie, Uzhgorod, st. Project, 4

:п4: p4

течение 1,0 ч порог i (игр.и(ин Оыл превышен в три раза.during 1.0 h the threshold i (games. and (in Oyl exceeded three times.

Пример Л, Лктмрммй : лемеит из кристалла сапфира толщмиоГ) 1 см, облученный потоком быстрых нрйтроно 10 , выдержанный 2 мес ца в хранилище, в резонаторе с входньсм зеркалом, имеющим коэффициент отражени  0,65, кпазигфодольно возбуждалс  излучением моноимпульсного лазер на рубине с плотностью мощности 0 МВт.. Получить геиераш1Ю не удалось.Example L, Mmm: Lemeite from a sapphire crystal (HM) 1 cm, irradiated with a stream of fast neutron 10, aged 2 months in storage, in a resonator with an entrance mirror with a reflection coefficient of 0.65, excited by a single-pulse laser on a ruby with a monopulse laser with a ruber 0 MW. Get geyasheyu failed.

После термообработки при температуре 700 К получена генераци  излучени  в области спектр  около 818 нм с КПД около 10%. 11осле -облучени  дозой 50 Кл/кг и термообработки при температуре 720 К достигнут КПД лазера 31%.After heat treatment at 700 K, radiation was generated in the region of the spectrum at about 818 nm with an efficiency of about 10%. 11 After irradiation with a dose of 50 C / kg and heat treatment at a temperature of 720 K, a laser efficiency of 31% is achieved.

Пример 4. Активный элемент из кристалла сапфира толщиной 1 см, облученный потоком быстрых нейтроновExample 4. The active element of sapphire crystal with a thickness of 1 cm, irradiated by a stream of fast neutrons

19nineteen

10 и/см , выдержанный 2 мес ца в хранилище в резонаторе с выходным- зеркалом, имеющим коэффициент отражени  0,85, квазипродольно возбуждалс  излучением лазера на красителе с плотностью мощности 120 МВт-см на длине волны 840 нм. Генераци  излучени  получена не была.10 and / cm, sustained for 2 months in a repository in a resonator with an output mirror having a reflection coefficient of 0.85, was quasi longitudinally excited by a dye laser with a power density of 120 MW-cm at a wavelength of 840 nm. Radiation generation was not received.

После термообработки при температуре 720 К достигнут КПД лазера 7%. После у-облучени  дозой 26 Кл/кг и термообработки при температуре 750 К КПД лазера увелтгчилс  до 17%.After heat treatment at a temperature of 720 K, a laser efficiency of 7% is achieved. After y irradiation with a dose of 26 C / kg and heat treatment at a temperature of 750 K, the laser efficiency increased to 17%.

Данные кристаллы могут быть использованы и дл  пассивных затворов моноимпульсных лазеров.These crystals can also be used for passive gates of monopulse lasers.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ получени  активной среды лазера, включающий облучение кристалла сйпфира потоком нейтронов, о т - лича-ющийс  тем, что, с целью повышени  КПД лазера при одно- временном расширении спектрального диапазона генерации, после облучени  кристаллов сапфира провод т термообработку при температуре 600-700 К в течение 1-1,5 ч, облучают у-излучением экспозиционной дозой 26 - V 260 Кл.кг и провод т попторную термообработку при темпер; туре 720 - 770 К в течение 1-1,3 ч.The method of obtaining the active medium of a laser, including irradiating a cypfir crystal with a neutron flux, is so tampered with the fact that, in order to increase the laser efficiency with a simultaneous expansion of the spectral generation range, after irradiation of sapphire crystals, heat treatment is performed at a temperature of 600-700 K for 1-1.5 hours, irradiated with γ-radiation with an exposure dose of 26 - V 260 Kl.kg and repeated heat treatment at a temperature; round 720 - 770 K for 1-1.3 hours ТиражCirculation ПодписноеSubscription
SU853875361A 1985-03-01 1985-03-01 Method of obtaining laser active medium SU1308131A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853875361A SU1308131A1 (en) 1985-03-01 1985-03-01 Method of obtaining laser active medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853875361A SU1308131A1 (en) 1985-03-01 1985-03-01 Method of obtaining laser active medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1308131A1 true SU1308131A1 (en) 1992-04-07

Family

ID=21169891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853875361A SU1308131A1 (en) 1985-03-01 1985-03-01 Method of obtaining laser active medium

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1308131A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Lee J.H. Electron centers in single cristal AljO,. Phys. Rev. 1977, V, 15, №8, p. 4065. Авторское свидетельство СССР W 1227078, кл, Н 01 S 3/16, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4160956A (en) Nuclear-pumped uranyl salt laser
Kawachi et al. Observation of polarization of the soft x-ray laser line in neonlike germanium ions
EP0388420B1 (en) Method and apparatus for forming a coherent beam of bosons having mass
SU1308131A1 (en) Method of obtaining laser active medium
Flowers et al. Effects of γ-irradiation on the performance of a ruby laser
JPH0963974A (en) Formation of doped layer in semiconductor substrate
Mallard et al. Role of positive ion vacancies and F centers in positron annihilation in KCl
JP2832340B2 (en) Method for producing light-induced refractive index changing glass material, light-induced refractive index changing glass material, and method for changing refractive index of glass material
Lakshmanan et al. Thermoluminescence studies in LiF dosimeter irradiated at 77K and their implications on theoretical models
Peterson et al. Cavity gas analysis for light-ion-beam fusion reactors
US3557370A (en) Gamma ray laser having a low temperature closed resonating cavity
Roeckl Exotic nuclei in deep-inelastic and fusion reactions
RU2543670C1 (en) Method of recording optical information in glass
US3444377A (en) Neutron pulse source
Khasenov Optical Emission of the Nuclear‐Induced Plasmas of Gas Mixtures
Kühne et al. Conversion efficiency of laser radiation into soft X-ray radiation of laser produced plasmas for X-ray lithography
Levy The Use of Color Centers for the Detection and Measurement of Radiation Induced Defects
Gritsenko et al. Absorption and luminescence of crystalline quartz under nanosecond electron irradiation
Bedilov et al. Influence of radiation defects on operating characteristics of solid-state lasers
Armstrong et al. Emission of energetic electrons from a Nd‐laser‐produced plasma
Suter et al. Feasibility of high yield/high gain NIF capsules
Bedilov et al. Low-dose irradiation of ruby and YAG: Nd3+ lasers
JPH0529215A (en) Beam annealing method
Brueckner Theory and experiment in laser driven fusion
Koldunov et al. Theoretical analysis of the accumulation effect in laser damage to transparent dielectrics under repeated irradiation conditions