Рабочее вещество для пассивных жидкостных модуляторов добротности резонаторов лазеров

 

О П=И-4 -A-Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсинк

Социалистических

Республик >613692 (61) Пополнительное к авт. свил-ву— (51) М. Кл. (22) Заявлено 29,12.7 5(21) 2305268/18-25 с присоединением заявки №

Н 01 5 3/113 (23) Приоритет—

Ге«удар«твееый к«м«тет

СССР

«е делан кзебретвккй я открмткк (53) УДК 621. 37 5... 8(088.8) Опубликоваио15.01.79. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 18,01.79

В..И. Безродный, Ф. А. Михайленко, E. А. Понежа, Ю. И. Рсекинский, IO. Л. Сломинский, Е, А, Тихонов, А. И. Толмачев, Т. П. Шишкина и Я. Б. Штейнберг (72) Авторы изобретения

Институт физики AH Украинской ССР и Институт органической химии AH Украинской ССР (71) Заявители (54) РАБОЧЕЕ ВЕШЕСТВО ДЛЯ ПАССИВНЫХ ЖИДКОСТНЫХ

МОДУЛЯТОРОВ ДОБРОТНОСТИ РЕЗОНАТОРОВ ЛАЗЕРОВ т5

Изобретение относится к лазерной технике и может использоваться дня амплитудной модуляций добротности лазеров, излучающих на длине волны

1,06 мкм, обеспечивая наносекундный и пикосекундньтй режимы генерации. 5

В настоящее время широкое приме- нение получили жидкостные модуляторы, которые стойки к излучению большой мощности и действуют автоматически.

Пассивные жидкостные модуляторы со- та держат в качестве рабочей среды насы» щающийся поглотитель, в частности краситель в соответствующем растворителе, способный поглощать на длине воины лазерного излучения jl).

Известно рабочее вещество для пассивных жидкостных модуляторов добротнос.ти резонаторов ОКГ, содержащее насыщаюшийся поглотитель из класса попиметиновых красителей, например попиметиновый пентакарбоцианиновый краситель Ию3955, растворенный в нитробенэопе (2).

Недостатки укаэанного красителя заключаются в следующем: он растворяется в нитробензопе, у которого сильные нелинейные свойства, приводящие к само» фокусировке излучения и, в результате, к неоднородноцу распределению энергии излучения по сечению пучка; кроме того, нитробензол является сильнейшим ядом, действующим разрушающе на нервную систему и кроветворные органы (печень, спинной мозг}; данный краситель обладает большой протяженностью полиметиновой цепи, имея 11 метиновых групп в цепочке, что отрицательно сказывается на его стойкости к фотохимическому и термическому воздействию.

Бень изобретения » обеспечение высокой мощности генерируемого моноимпульса, а также возможности работать в наносекундном и пикосекундном режимах, повышение однородности распределения интенсивности излучения по сечению пучка и фотохимической стойкости

6136

Пассивный модулятор добротности представляет собой кювету толщиной

8 мм с ппоскопараппепьными стенками, заполненную спиртовым раствором предложенных краситепей, Стенки кю- . 5 веты выполнены из стекла, поглощающего ультрафиопетовое изпучение памп накачки.

Максимумы полос поглощения предложенных красителей лежат в области 14 1,02-1,05 мкм (фиг. 1) ° Кривая 1 относится к красителю N 3272y в изобутиповом спирте, кривые 2 и 3 - к красителю N 3274y в изобутиповом и этиповом спиртах соответственно. Максимум погпощения красителя №3273у совпадает с максимумом поглощения краситепя ¹ 3272у при растворении обоих в изобутиповом спирте. Из фиг. 1 видно, что максимумы поглощения предложенных краситепей в спиртовых растворах или совпадают с максимумом погпошения красителя ¹3955 в нитробензопе (кривая 4), ипи распопожены в более длинноволновой области бциже к длине вопны пазерной генерации, что обеспечивает генерацию моноимпупьса с большой мощностью. Мопярные коэффициенты погпоше ния предложенных красителей в максимуме поглощения равны: Я= 207000 см

-4 мопь и дпя краситепя №3272у, -4 -1

E =232000 см моль л дпя краси» тепя №3273у, 4

Я =2000000 см мопь и дпя краситепя № 3274у.

Растворение предпоженных краситепей в спиртовых растворах, имеющих высокий порог самофокусировки, цозвопяет попучить более однородное раопредепение паэерной энергии по сече40 нию пучка, что видно иэ фиг. 2, Распредепение интенсивности иэпучения при использовании красителя № 3955 в нитробензоле (кривая 5) неоднородно, состоит из нескольких интенсивных горбов, тогда как в случае красителя ¹3273y в изобутиповом спирте (кривая 6) излучение паэера почти однородно. Такая однородная картина распредепения энергии попучается при точной юстировке зеркап резонатора и при работе на пороге генерации.

Для попучения пикосекундной генерации пассивный модупятор на основе красителя №3274у в иэобутиповом спирте, 5S имеющий пропускание 20%, помещают между передним зеркацом резонатора и неодинаковым элементом, торцы которо

92

ro срееаны под угпом Брюстера. Переднее эеркапо с отражением 99,9% выполняют на косой подложке, а заднее — с отражением 50%,на ппосколараплепьной.

Пикосекундный режим генерации регистрируют с помощью фотоэпемента ФЭК09 и осцилпографа 6-ЛОР. При1разрешении осциллографа 8 нс на 1 см получают цуг импульсов дпитепьностью, меньшей

1 нс.

Время релаксации, определяющее дпитепьность пикосекундных импульсов, у предпоженных красителей меньше, чем у краситепя ¹ 3995.

Краситепь №3955 с оптической ппотностью 4,0 при продопьной накачке, когда отражение aamего зеркала резонатора 99,9%, а передним зеркалом служит стенка кюветы с краситепем, имеет порог генерации 1,5 МВт. При тех же условиях дпя краситепя №3272у в изобутиповом спирте порог генерации составпяет 50 МВт, а дпя красителя №3274 у вообще не быпа зарегистрирована генерация. Отсюда спедует, что препоженные краситепи обладают меньшим квантовым выходом, а значит и более коротким временем безызлучательной репаксации, чем краситепь №3955.

Важным параметром модупятора явпяется его стойкость к фотохимическо му и термическому воздействию, Стойкость попиметинового красителя к фотохимическому воздействию понижается с ростом протяженности полиметиновой цепи. С этой точки зрения предложенные краситепи более стойкие, чем краситепь

N 3955, так как имеют не 11 метиновых групп в цепочке, как у красителя

¹3955, а топько 7. Красители ¹3272y и №3274у в изобутиповом спирте экс ппуатировапись в течение четырех месяцев, причем никаких признаков раэпоже-, ния обнаружено не было.

Формуца изобретения

Рабочее вещество дпя пассивных жидкостных модупяторов добротности резонаторов лазеров, содержащее насышающийся погпотитень из класса попиметиновых красителей, о т и и ч а юш е е с я тем, что, с цепью повышения однородности распределения интенсивности излучения по сечению пучка и фотохимической стойкости рабочего вещества, уменьшения его токсичности при обеспе