Жидкостный теплоноситель-светофильтр для лазеров



Жидкостный теплоноситель-светофильтр для лазеров
Жидкостный теплоноситель-светофильтр для лазеров

Владельцы патента RU 2307433:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ДЕЛТАКОР" (RU)

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в твердотельных лазерах. В качестве состава жидкостного теплоносителя-светофильтра используют раствор 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензофенона в диметил-ди-(изоамилокси)силане с добавлением 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазола в концентрации от 0,2 до 2 ммоль/л. Технический результат - увеличение ресурса работы лазера с жидкостным охлаждением за счет фильтрации вредной части излучения накачки. 2 ил.

 

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в твердотельных лазерах, в частности в системах охлаждения твердотельных лазеров.

Фильтрующие теплоносители-светофильтры, применяемые в квантовой электронике, должны обладать рядом специфических свойств, таких как поглощение УФ части излучения лампы накачки (короче ˜ 400 нм), широкий диапазон рабочих температур, низкая токсичность, малое газовыделение при достаточно высокой фотохимической стойкости к действию излучения ламп накачки [1]. Поглощение вредной УФ части излучения накачки такими фильтрующими охлаждающими жидкостями приводит к существенному увеличению срока службы лазерной системы в целом [2, 3].

Известно применение в качестве теплоносителя для лазеров диметилди изоамилокси силана [4]. Данный состав обладает широким диапазоном рабочих температур, он мало токсичен (IV класс опасности по ГОСТ 12.1.007), ему присуще малое газовыделение, он имеет высокую фотохимическую стойкость. Однако этот состав теплоносителя не обеспечивает фильтрацию УФ части излучения накачки, тем самым ограничивая ресурс работы лазера.

Известен также жидкостный теплоноситель-светофильтр для лазеров на основе раствора 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазола в диметил ди-изоамилокси силане, в котором люминесцирующая добавка увеличивает КПД лазера и снижает его порог генерации [5, прототип]. Однако этот состав теплоносителя не обеспечивает достаточно полную фильтрацию УФ части излучения накачки, что ограничивает ресурс работы лазера.

Целью настоящего изобретения является увеличение ресурса работы лазера с жидкостным охлаждением за счет наиболее полной фильтрации вредной части излучения накачки. Указанная цель достигается путем применения в качестве состава жидкостного теплоносителя-светофильтра, отвечающего вышеприведенным требованиям, раствора 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензофенона в диметил-ди-(изоамилокси)силане с добавлением 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазола в концентрации от 0,2 до 2 ммоль/л.

Как видно из фиг.2 (кривая 2), 1,8-нафтоилен-1\2'-бензимидазол имеет значительно большее поглощение, чем 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензимидазол в области Л,<300 нм, что при его введении в состав теплоносителя компенсирует слишком высокое пропускание состава прототипа в этой части спектра.

С целью определения спектральных характеристик заявляемого состава теплоносителя-светофильтра были проведены испытания различных теплоносителей на основе диметил-ди-(изоамилокси)силана, в состав которых, помимо фильтрующей добавки 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензофенона (C1=1 ммоль/л), был введен 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазол в концентрации С3=0,1-2 ммоль/л. Толщина слоя жидкости h=2 мм, что соответствует типичному значению толщины зазора между лампой накачки в применяемых лазерных квантронах [1].

Спектры пропускания составов заявляемого теплоносителя-светофильтра приведены на фиг.1 при С2=0,1 (кривая 2); 0,2 (кривая 3); 2 (кривая 4) ммоль/л. Как видно из фиг.1, увеличение концентрации 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазола до значения C2=0,2 ммоль/л и более приводит к полной фильтрации опасной части УФ излучения. Верхняя граница значений С3=2 ммоль/л определяется предельной растворимостью 1,8-нафтоилен(1',2') бензимидазола в растворе 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензофенона в диметил-ди-(изоамилокси)силане.

Ввиду люминесцирующих свойств 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазола опасная часть УФ излучения, поглощаемая в теплоносителе-светофильтре, переизлучается в область первой основной полосы неодимовой среды (λмакс≈530 нм), что согласно [5] может привести к снижению порога генерации и росту КПД неодимового лазера с заявляемым составом теплоносителя-светофильтра.

Примеры. Были изготовлены 4 состава жидкостного теплоносителя-светофильтра, для которых были измерены спектры пропускания в слое толщиной 2 мм при разных концентрациях С3 люминесцирующей добавки 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазола в растворе 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензофенона в диметил-ди-(изоамилокси)силане.

Пример 1. Состав жидкостного теплоносителя-светофильтра для лазеров, состоящий из раствора 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензофенона в диметил-ди-(изоамилокси)силане при d=1 ммоль/л (кривая 1 на фиг.1).

Пример 2. Состав жидкостного теплоносителя-светофильтра для лазеров, состоящий из раствора 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензофенона в диметил-ди-(изоамилокси)силане при C1=1 ммоль/л, с добавлением в этот состав 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазола в концентрации С3=0,1 ммоль/л (кривая 2 на фиг.1).

Пример 3. Состав жидкостного теплоносителя-светофильтра для лазеров, состоящий из раствора 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензофенона в диметил-ди-(изоамилокси)силане при C1=1 ммоль/л, с добавлением в этот состав 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазола в концентрации С3=0,2 ммоль/л (кривая 3 на фиг.1).

Пример 4. Состав жидкостного теплоносителя-светофильтра для лазеров, состоящий из раствора 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензофенона в диметил-ди-(изоамилокси)силане при C1=1 ммоль/л, с добавлением в этот состав 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазола в концентрации d=0,2 ммоль/л (кривая 3 на фиг.1).

Пример 4. Состав жидкостного теплоносителя-светофильтра для лазеров, состоящий из раствора 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензофенона в диметил-ди-(изоамилокси)силане при C1=1 ммоль/л, с добавлением в этот состав 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазола в концентрации С2=2 ммоль/л (кривая 4 на фиг.1).

Таким образом, из приведенных данных видно, что применение заявляемого состава жидкостного теплоносителя-светофильтра приводит к наиболее полной фильтрации вредного УФ излучения ламп накачки, заявляемый состав удовлетворяет вышеуказанным требованиям к теплоносителям-светофильтрам для лазеров.

Источники информации

1. Б.Р.Белостоцкий, Ю.В.Любавский, В.М.Овчинников. Основы лазерной техники. Твердотельные ОКГ // М.: Сов. Радио, 1972, 408 с.

2. В.М.Волынкин, А.А.Мак, Ю.Н.Михайлов, А.Н.Погодаев, А.И.Степанов. - Оптико-механическая промышленность. 1968, №3, с.65-68.

3. В.М.Волынкин, А.Н.Погодаев. - Квантовая электроника, 1971, №3, с.115-116.

4. Патент РФ №2031499 от 15.05.81.

5. Патент РФ №2068606 от 27.10.96.

Состав жидкостного теплоносителя-светофильтра для лазеров, отличающийся тем, что содержит 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазол в концентрации от 0,2 до 2 ммоль/л, раствор 2,2'-диокси-4,4'-диметоксибензофенона в диметил-ди-(изоамилокси)силане остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области лазерной техники, в частности к твердотельным лазерам, и может быть применимо в медицине, устройствах вывода изображений, аналитическом и другом оборудовании.

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в технологических операциях, медицине, экологии и других областях техники. .

Изобретение относится к технике оптической связи и может использоваться для защиты линии связи. .

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в мощных газоразрядных лазерах с устройствами сужения линии излучения на основе дифракционной решетки.

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при разработке лазеров на парах металлов и их соединений для целей медицины, микроэлектронных технологий, навигации, научных исследований, зондирования атмосферы.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к импульсно-периодическим твердотельным лазерам. .

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в твердотельных импульсно-периодических лазерах и лазерных усилителях, работающих без жидкостного охлаждения.

Изобретение относится к области квантовой электроники, преимущественно к газовым лазерам, и может быть использовано в электроразрядном СО2-лазере. .

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при разработке твердотельных перестраиваемых лазеров, лазеров с удвоением частоты излучения, с синхронизацией мод, с пассивной модуляцией добротности и т.

Изобретение относится к переносным лазерным устройствам, в частности к ручным лазерным устройствам с непосредственным охлаждением комплекта стержня активного вещества лазера

Изобретение относится к конструкции оптической накачки для оптического квантового генератора, которая содержит активную среду в виде цилиндрического стержня (1), имеющего круглое сечение, причем концы стержня введены в два кольца (11), выполненные из теплопроводного материала, по меньшей мере, три пакета (21, 22) небольших стержней диодов накачки, расположенных звездой вокруг стержня, опору (5) с регулировкой температуры посредством модуля (8) на основе эффекта Пельтье, причем кольца (11) находятся в контакте с опорой (5). При этом пакет диодов, так называемый нижний пакет (21), размещен между стержнем (1) и опорой (5) и содержит для каждого другого пакета (22) блок (7) теплопроводности, образующий опору для упомянутого пакета (22), причем блоки (7) установлены на охлажденной опоре (5) и не находятся в контакте ни между собой, ни с кольцами (11). Технический результат заключается в обеспечении возможности повышения эффективности охлаждения при уменьшении габаритов устройства. 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к твердотельным лазерам с диодной накачкой, в частности к элементам накачки и системам их охлаждения. Оптическая усилительная головка с диодной накачкой состоит из размещенных в корпусе активного элемента в виде стержня, матриц лазерных диодов, расположенных на держателях вдоль активного элемента, и системы охлаждения, содержащей стеклянную трубку, охватывающую активный элемент с образованием радиального канала δ. На обоих торцах стеклянной трубки установлены демпфирующие элементы. В корпусе, держателях и матрицах лазерных диодов расположены охлаждающие каналы с входным и выходным патрубками, образующие двухконтурную систему охлаждения. Технический результат заключается в повышении выходной энергии лазерного излучения и в достижении стабильности выходных энергетических параметров при частоте повторения импульсов до 100 Гц. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
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.

Активный элемент лазера на парах щелочных металлов содержит камеру с активной средой и оптические окна, прозрачные для лазерного излучения. В стенках камеры установлены трубчатые концевые секции, отделяющие оптические окна от стенок. Каждая концевая секция выполнена металлической с ребристой внутренней поверхностью и снабжена рубашкой охлаждения, охватывающей внешнюю поверхность секции. Внутри каждой секции установлены металлические диафрагмы с отверстиями, диаметр которых согласован с размером поперечного сечения пучка лазерного излучения. Активная среда представляет собой смесь по меньшей мере одного буферного газа и пара щелочного металла. Рубашка охлаждения секции содержит кольцевой канал, в котором обеспечена циркуляция хладагента (охлаждающей жидкости или газа). Технический результат - уменьшение вероятности оседания паров щелочных металлов на окнах кюветы и взаимодействия их с материалами окон и просветляющих покрытий. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к лазерной технике. Оптическая усилительная головка с контротражателем диодной накачки состоит из размещенных в корпусе активного элемента в виде стержня, элементов диодной накачки, расположенных равномерно вокруг и вдоль активного элемента на держателях, и системы охлаждения, содержащей трубку, охватывающую активный элемент с образованием кольцевого канала шириной δ, каналы в корпусе, каждом держателе и элементах накачки и входной и выходной коллекторы. Каждый держатель содержит отражающую поверхность, обращенную к активному элементу, торцы активного элемента закреплены в прижимах, установленных в корпусе, система охлаждения выполнена в виде единого контура. В качестве элементов диодной накачки используются линейки лазерных диодов, каждая из которых снабжена цилиндрической линзой, а отражающие поверхности держателей расположены вдоль поверхности активного элемента и охватывают его диаметрально. Технический результат заключается в обеспечении возможности снижения гидравлического сопротивления системы охлаждения. 6 ил.

Изобретение относится к лазерной технике. Квантрон твердотельного лазера с термостабилизацией диодной накачки содержит размещенные в корпусе в виде многогранника: активный элемент, матрицы лазерных диодов, расположенные вокруг и вдоль активного элемента равномерно, и систему охлаждения, выполненную в виде двух независимых контуров для охлаждения активного элемента и матриц, контур охлаждения активного элемента содержит трубку, охватывающую активный элемент с образованием кольцевого канала шириной δ, и входной, выходной коллекторы, из которых выходят каналы. Квантрон снабжен световодами, расположенными параллельно оси активного элемента, контур охлаждения матриц содержит термоинтерфейс, теплоотводы и элементы термостабилизации, размещенные в теплообменном модуле и теплообменниках. В качестве элементов термостабилизации используются нагреватели и элементы охлаждения. Технический результат заключается в обеспечении возможности упрощения системы охлаждения активного элемента. 2 ил.

Изобретение относится к лазерной технике. Излучатель твердотельного лазера без жидкостного охлаждения с термостабилизацией диодной накачки содержит активный элемент, установленный в кольцах, термоинтерфейс и блок диодной накачки, состоящий из теплораспределителя с выступами, установленного жестко на посадочной поверхности, термоэлектрического модуля, расположенного между теплораспределителем и посадочной поверхностью, и линеек лазерных диодов, размещенных на выступах теплораспределителя равномерно относительно активного элемента и обращенных к нему излучающей частью. Излучатель снабжен жестко закрепленным на посадочной поверхности резонатором, в корпусе несущей части которого расположен активный элемент. Блок диодной накачки снабжен нагревателем, расположенным в теплораспределителе, и ограничительной рамкой, в которой установлен термоэлектрический модуль с воздушным зазором по периметру. Резонатор и блок диодной накачки не имеют контактов. Технический результат заключается в обеспечении возможности увеличения КПД лазера. 6 ил.

Изобретение относится к лазерной технике. Универсальный излучатель твердотельного лазера с безжидкостным охлаждением содержит резонатор, установленный жестко на основание, устройство накачки и теплообменный блок, содержащий термоэлектрические модули и теплообменники. Устройство накачки выполнено в виде квантрона, жестко закрепленного на основании, теплообменный блок снабжен нагревательным элементом, контурной тепловой трубой с пластиной конденсатора, термоинтерфейсом и термодатчиками, установленными в теплообменниках пластине конденсатора. Конструкция резонатора выполнена деформационно-устойчивой, при этом оптическая схема выполнена на базе неустойчивого резонатора. Технический результат заключается в обеспечении возможности повышения устойчивости конструкции к внешним воздействующим факторам. 4 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2006-04-20 2013-03-22T07:30:39
Наверх