Материал для аподизирующей диафрагмы

 

МАТЕРИАЛ ДЛЯ АПОДИЗИРУЮЩБЙ ДИАФРАГМЫ, представлякиций собой ионный кристалл с центрами окраски, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента поглощения материёша и повьацения термической устойчивости поглощающих центров , в качестве ионного кристалла в нем использован фторид лития, содержащий примесь азотнокислого уранила при следующем соотнесении компонентов , вес.%: Фторид лития 99-99,99 Азотнокислый уранил 1-0,01 соответственно . (Л со 00 4;:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1Ю (11) ЗСЮ С 02 В 5/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3298452/18-10 (22) 30.06.81 (46) 30.12.83. Вюл. 9 48 (72) Н.A ° Èâàíîâ, С.М .Кузаков, И.А.Парфианович, В.A.Ïåòóõîâ, В.М.Хулугуроз и В.A.×åïóðíîé (71) Иркутский государственный университет им. А.A.Æäàíîâà (53) 535.345.6(088.8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 566224, кл. G 02 В 5/22, 26.01.76 °

2. Красюк h.Ê., Лукишова С.Г. Марголин Д.М.,- Пашинин П.П., Прохо- . ров А.М. и1ерехов В.Д. Мягкие диафрагмы на основе наведенного поглощения. Письма з ЖТФ, вып. 13, т, 2, 1976, с. 577-581 (прототип). к сн

S (54) (57) МАТЕРИАЛ ДЛЯ АПОДИЗИРУЮЩЕИ

ДИАФРАГМЫ, представляющий собой ионный кристалл с центрами окраски, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента поглощения материала и повыаения термической устойчивости поглощающих центров, з качестве ионного кристалла в нем использован фторид лития, содержащий примесь аэотнокислого ураннла при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Фторид лития 99-99,99

Азотнокислый уранил 1-0,01 соответственно.

991841

Изобретение относится к области квантовой электроники, а более конкретно к материалам, служащим для формирования пространственного распределения полей лазерного излучения.

Оно может быть использовано при изготовлении аподизирующих (мягких) диафрагм, обеспечивающих высокий.коэффициент заполнения и гладкое поперечное распределение интенсивности излучения м щных лазерных установок, )0 применяемых для получения управляемого термоядерного синтеза, Известен материал для аподизирующей диафрагмы, представляющий собой кедровое масло, которым заполняют 35 полость переменной толщины (11 .

Недостатком такого материала является его вскипание под действием мощного лазерного излучения и, следовательно, отсутствие возможности работы с высокой частотой повторения импульсов, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является материал для аподизирующей диафрагмы, представляющей собой ионный кристалл с центрами окраски (2$ . В этом материале в качестве ионного кристалла использован монокристаллический фторид кальция (C F2), содержащий примесь трехвалентных редкоземельных конов (TR) например празеодима (Pr). Радиальный градиент коэффици( нта поглощения кристалла формируется при этом благодаря его облучению ионизирующим излучением (-лучами, электронными пучками), ин енсивность которого изменяется н соответствии с заданным градиентом. В результате этого облучения происходит радиационное преобразование трехва- 40 лентных примесных ионов в двухвалентные, которые служат рабочими центрами поглощения.

Недостатком данного материала является низкий коэффициент его опти- 45 ческого поглощения на длине волны

Ъ вЂ” 1060нм. Например для СаРу — Pr коэффициент поглощения К„ ь = 1,8см

-1

Этот недостаток обусловлен низкой эффективностью указанного преобразования для СаГ2 — TR. Низкий коэффи5 циент поглощения не позволяет получить на малой толщине диафрагмы достаточного градиента поглощения, в то время как для подавления дифракционных выбросов требуется плавное радиальное изменение коэффициента поглощения на 2-3 порядка на толщине

1 мм.

Кроме того, рабочие центры погло- б() щения материала обладают малой термической стабильностью и при повышении температуры, а также при длительном хранении при комнатной температуре разрущаются. 65

Цель изобретения-повышение коэффициента поглощения материала и термической устойчивости поглощающих центров устройств.

Поставленная цель достигается тем, что в материале для аподизирующей диафрагмы, представляющем собой ионный кристалл с центрами окраски, в качестве ионного кристалла использован фторид лития, содержащий примесь азотнокислого уранила при . следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Фторид лития (LiF) 99-99,99

Азотнокислый уранил (БО2(ИО, ), ) 1- 0,01 соответственно, На фиг. 1 представлены спектральные характеристики коэффициента поглощения предлагаемого (кривая 1) и известногo (кривая 2) материалов после их облучения / -излучением в идентичных условиях; на фиг. 2 — вид этих характеристик через месяц (кривая 3 соответствует предлагаемому материалу, кривая 4 — известному) и через шесть месяцев хранения при комнатной температуре в темноте (кривая 5 соответствует предлагаемому материалу, кривая б — известному).

Предлагаемый материал был изготовлен и испытан следующим образом.

Сначала методом Киропулоса на воздухе с использованием соли литий фтористый квалификации ХЧ

МРТУ 6-09-2451-65 был выращен монокристалл LiF. При этом в шихту добавлялись соль UO (NQ ) квалификации ЧДА ВТУ Ру-966-53 в концентрации 0,05 мас.Ъ. В результате экспе)риментальных исследований выяснилось, что при концентрации примеси, меньшей 0,01 мас,Ъ, наведенное поглощение уменьшается, а увеличение концентрации свыше 1 мас.Ъ приводит к образованию агрегации примеси и к появлению оптических неоднородностей в материале диафрагмы.

Далее монокристалл облучался

4- лучами изотопа Со 60 дозой 1 ° 107

P при Т 300,К, Оптическое поглощение измерялось спектрофотометром

МРБ — 50L

Из фиг. 1 видно, что коэффициент поглощения предлагаемого материала на длине волны 1060 км составляет (после облучения К 5,0 см -", т.е. более чем в 2 раза выше по сравнению с облученным СаГ -Pr . Анализ кривых, приведенных на фиг. 2, показывает, что коэффициент поглощения известного материала уменьшается с течением времени. Это обусловлено разрушением части центров поглощения в результате длительного хранения этого материала при комнатной температуре. В то же время совпадение

99184з мюУ 11а7 иР Ли7 К нм

Фиг.Г

Составитель В. Краченко

Техред A.Áàáèíåö

Корректор И. Эрдейи

Редактор Л.утехина

Эакаэ 10607/8

Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 кривых 3 и 5 соответствует . о термической стабильности поглощающих центров предлагаемого материала, Для испытания стойкости рабочих центров поглощения материала на основе фторида лития к мощному лазерному излучению образец подвергался воздействию 6000 импульсов ИАГ-Nd лазера ЛТИ ПЧ-8 с плотностью мощности 10 Вт/см и длительностью импульса 20 нс. 10

Изменений в спектре поглощения не обнаружено, и следовательно, в предлагаемом материале центры поглощения характеризуются высокой лучевой стойкостью. При этом порог разрушения 15 материала составляет 10" Вт/см .

Кроме того, эффект просветления пред" л агаемого материала наблюдается только при величинах мощности, превышающих значения 10 Вт/см, Предложенный материал дляаподиэирующей диафрагмы устойчив к воздействию влаги, прост и недорог в изготовлении и эксплуатации, Использование данного материала для диафрагмы в задающем и усилительном каскадах мощных лазерных установок позволит увеличить мощность излучения и повысить пороговую мощность разрушения оптических элементов.