Рабочая среда для пассивного жидкостного модулятора добротности резонатора окг

 

>744803

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЕИДЕ ТЕЛЪСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М.Кл. Н 01 S S» (22) Заявлено 04.».77 (21) 2541210 18-25 с присоединением заявки— государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 20.05.80. Бюллете гь № 24 (45) Дата опубликования описания 07.12.81 по делан изобретений и открытий (53) УДК 621.375.8 (088,8) (72) Авторы изоб р етен н я

О. В. Пржонская, М. В. Мелищук, Н. М. Наровлянская, Е. А. Тихонов, Ю. Л. Сломинский, Н. И. Ефименко, Н. В. Кузнецов, И. И. Красавцев, Л. В. Формина и И. И. Левкоев (71) Заявители

Институт физики АН Украинской ССР, Всесоюзный институт органической химии АН Украинской ССР и Государственный научно-исследовательский институт химико-фотографической промышленности (54) РАБОЧАЯ СРЕДА ДЛЯ ПАССИВНОГО

ЖИДКОСТНОГО МОДУЛЯТОРА ДОБРОТНОСТИ

РЕЗОНАТОРА ОКГ

1 2

-"„(м),(()), 1, Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к рабочим средам пассивных жидкостных модуляторов добротности и может быть использовано для амплитудной модуляции добротности твердотельных лазеров с высокой эффективностью и мощностью генерируемого излучения, обеспечивая наносекундный режим генерации, Пассивные жидкостные модуляторы содержат в качестве рабочей среды насыщающийся поглотитель, способный поглощать на частоте ж лазерного излучения и удовлетворяющий неравенству: где „о, — отношение сечений поглощения красителя и излучения активной среды.

При помещении раствора красителя в резонатор лазера снижается добротность резонатора пропорционально начальному поглощению красителя и соответственно повышается порог генерации. Затем, когда возникает генерация и поглощение достигает насыщения, раствор красителя становится более прозрачным и запасенная энергия излучается в одном импульсе с большой пиковой мощностью. По окончанип процесса излучения краситель релаксирует в исходное начальное состояние.

Известны пассивные жидкостные модуляторы добротности резонаторов ОКГ, в которых в качестве насыщающегося поглотителя используют поли мети новые красители (криптоцианин, 2,2 -дикарбоцпанин, тпатрикарбоцианин) в спиртовых растворах.

10 Недостатком этой группы красителей является их низкая фотохимическая стойкость, обусловленная малой прочностью красителей с ядрами хпнолина (криптоцианпн) или большой длиной полиметино15 вой цепи.

Известны рабочие среды для пассивных жидкостных модуляторов добротности резонаторов ОКГ, состоящие из насыщающегося поглотителя и растворителя. В качестве поглотителей в них использованы кислые растворы трпскарбоцианпнов. Главным недостатком указанной рабочей среды является относительно невысокая эффективность модуляции, равная примерно 7-8o!

Целью изобретения является повышение эффективности модуляции и мощности ге нерируемого излучения в наносекундном режиме генерации при обеспечении высокой фотохимической стойкости. в

Y в —,С}}=С l -С=с}(-C}1= С

1 .» в 10.

"k св ск с}-! Ф «» б

) (; ф >}

Указанная цель достигается тем, что в качестве поглотителя рабочая среда содержит полимети овые красители с впедренными в полиметиновую цепь заместителями Y общей формулы где  — С (СНз) 2

Z — — О-фсцилсн, 1,2- и 2,1-пафтилен:

Y — — AIk, ОЛ!1", R — А11»;

n =- 1,2;

Х вЂ” к«слотпый остаток, также тем, что для модуляции добротиос ти резонатора рубинового ОКГ в к}честиc полимстинового красителя, рабочая среда

: одержит дпкарбоцпаппновый краситель на основе четвертичной соли 2,3,3-трпмсгил-4,5-бензопндолспппа со структурной формулой

О}1-}} }.,и}} сн с,. 3" " Выбор предложенной группы красителей обусловлен тем, что осу!цествле пространственны»: затр ...}цсш}й, с!35 за>!ных со взаимодействием радикала Y и !Онцевых группировок В, увеличивает вероятность перехода в изомерные формы. Поэтому выбраны радикалы, обладающие максимальными эффективными радиусами действия, и концевые группировки В, способные увеличить пространственные затруднения в молекулах.

Выбор концевых группировок Z связан с необходимостью обеспечения высокой теммновой и фотохимической сrao};ëltIIoñòè пассивных затворов для ОКГ.

Изучены красители формулы и сн, С}35 С р, - }}

Ниже приведены значения У,для красителей формул 1 — V.

Соединение формулы

1 11 111 I V V

Y Н С,Н.- Cl СН,, О (СН.,),ОН

При исследовании кинетики флуоресценции растворов красителей 1 †при возбуждении моноимпульсом рубинового ОКГ наблюдалась корреляция в кинетике накачки и интегральной флуоресцевщии этанольных DBcTBopOB красителей 1 — II, а так же глицериновых растворов всех красителей.

Флуоресцснпия э}апольных раст}3opo красителей 111- — V затухает. Это CI3ligcTcльствуст о возникновении канала потерь, конкурирующего с процессом флуоресценции и приводящего к уменьшению длительности импульса флуоресценции от (44 2) нс (накачки) до (30+2) нс (красптель

IX ) и (25:-2) нс (краситель»}). 1 птспсивность и затухание флуоресцс цш; восгроизводимы, а слсдовательно, связаны с обратимыми фотопреврашениями, протскаюliI1l»111 в !3030 >!»дс!}пОм СОС f0511IIIII.

Приведенные данные по к}}нетикс заT) XaIl! I5I ôËÓ0PÑC},e»lI»II ПО ICIICTI3IIC»1,0130i1мпульса рубинового ОКГ показывают, что за время действия импульса пакa÷êè ве происходит полной релаксации системы в исходное равновесное состояние. Были ю изме >oil!I врсмепа жизни тф:отоизо. еров

П PC!311()13CCI!OM ОСПОВНОМ СОСТ05IIIIIIi. Т З,lвисит от структурны.; особенностей исследуемых молекул (для данного ряда — от величины эс ;;фекTIII313000,>а:!пi са внедренного р а, !и к ил а 1: т:= (240}-20) мкс I,,T;; кp

При огредслении спектров по.-лощения фотоизомеров, об1>азу}ощихс5} в возбужденном состояиип красителей, было уста1}озлспо, ITO lля 1»раси!еля» паблюдастся существенное перекрытие полосы поглощения оор азующегося пзомсра с полосой флуоресценциH основной формы, Это приво;(ит к ухудшению геперацпонных свойств и способствует просвстленшо раствора уже

40 при небольших значениях плотности мощиости падающего излучения, что обеспечивает низкие пороги, большую эффективность и мо!цпость генерируемого излучеI»I5I прп использовании данного красителя

l3 качестве модулятора добротпости, Одна пз реализаций пре}дло>кен}}ого механизма пассивной модуляции добротности для рубинового ОКГ достигается использованием дикарбоциаиинового красителя

«а основе четвертичной соли 2,3,3-тримстил-4,5-бс I!30I,I.;!oëå! Ièí}I.

Предложенный краситель растворяется в спиртах, которые нетоксичны и обладают малой нелинейностью. Молярный коэффи55 циспт поглощения в максимуме полосы составляет 2 10з в этиловом спирте.

Чтобы сравнить эффективность модулятора на основе предложенного красителя и модулятора на основе трискарбоцианина, оценивалось процентное отношение энергии гигантского импульса к энергии свободной генерации при одинаковом уровне накачки.

Во всем интервале накачки (в широком интервале концентраций) у предложенпого красителя указанное отношение выше, 744803

l гв

z с (си=с»»».- с =он — cH= с z

I\

»

H н

C

c — . ;» = "» — .= ."и -он= -с (-?» с1о

С»», .» сн з

P(дактор И. Марголис Текред А. Камь»шн»»кова Коррек-.ор И, Ос»»новская

Заказ 1758, 1287 l 1 зд. 628 Тираж 634 Подш»сное

1111С» «l lо»»ск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тпп. Харьк. фил. пред. «Г1атент» причем для оптимальной области оптических плотностей растворов это отношение в 3 раза больше, чем у известного.

Важным параметром модулятора является его стойкость к фотохимическому и термическому воздействию. Предложенный краситель (растворитель — обезвоженный этапол) эксплуатировался в течение трех месяцев, причем степень разложения не превышала 5%.

Формула изобретения

1. Рабочая среда для пассивного жидкостного модулятора добротности резонатора ОКГ, состоящая из насыщающегося 15 поглотителя и растворителя, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности модуляции и мощности генерируемого излучения в наносекундном режиме генерации при обеспечении высокой фотохимической стойкости, в качестве поглотителя она содержит полиметиновые красители с внедренными в полиметиновую цепь заместителями Y общей формулы вида: 25 где  — С (СНз)2

Z — О-фенилен, 1,2- и 2,1-гафт»»лен;

Y — A1k, ОА11;

R — Л11<; и = 1,2;

Х вЂ” кислотный остаток.

2. Среда по п. 1, отлич ающаяся тем, что для модуляции добротности резонатора рубинового ОКГ в качестве полиметпнового красителя она содержит дикарбоцианиновый краситель на основе четвертичной соли 2,3,3-триметил-4,5-бензоиндо ленина со структурной формулой: