Активная среда жидкостного лазера

Активная среда жидкостного лазера

Реферат

 

Использование: область квантовой электроники, конкретно активные среды жидкостных лазеров на органических соединениях. Сущность изобретения: активная среда позволяет расширить диапазон перестройки лазерного излучения активной среды жидкостных лазеров в спектральной области 623 - 774 до 151 нм. Активная среда содержит смесь красителей 9-(2-карбоксифенил)-2,3,6,7,12,13,16,17- октагидроксантено-[2,3,4-ij': 5,6,7-i'j'] -хинолизилин перхлората (родамина 101) (родамина 101) и 1-метил-4-(4-(n-диметиламинофенил)-1,3-бутадиенил)-пиридиний перхлората (пиридина 2), в качестве растворителя - диметилсульфоксид при следующем соотношении ингредиентов: родамин 101 410^-5-810^-4 моль/л, пиридин 2 510^-4-510^-3 моль/л, диметилсульфоксид остальное до 1 л. 1 табл.

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к активным средам жидкостных лазеров на органических соединениях, и может быть использовано для перестройки лазерного излучения в спектральном диапазоне 623-774 нм.

Известна активная среда для генерации излучения в этой спектральной области, содержащая в качестве красителя смесь 9-(2-карбоксифенил)-3,6-бис-(диэтиламино)-ксантилий хлорида (родамин В) и диэтилтиадикарбоцианин иодида (DTDCl), а в качестве растворителя - глицерин [1] .

Эта активная среда при возбуждении излучением азотного лазера (337.1 нм) генерирует перестраиваемое излучение в спектральной области 678-748 нм. Диапазон лазерного излучения этой активной среды (70 нм) является малой величиной для органических соединений.

Предлагаемая активная среда позволяет расширить диапазон перестройки лазерного излучения активной среды жидкостных лазеров в спектральной области 623-774 нм до 151 нм. Это достигается тем, что в предлагаемой активной среде, содержащей в качестве красителя смесь 9-(2-карбоксифенил)-2,3,6,7,12,13,16,17-октагидроксантено-[2,3,4ij : 5,6,7-i'j'1-хинолизинил перхлората (далее родамина 101) м 1-метил-4-(4-(п-диметиламинофенил)-1,3-бутадиенил)-пиридиний перхлората (далее пиридина 2), в качестве растворителя - диметилсульфоксид при следующем соотношении ингредиентов, моль/л: Родамин 101 4 10^-5 - 8 10^-4 Пиридин 2 4 10^-4 - 5 10^-3 Диметилсульфоксид остальное до 1 л Структурная формула родамина 101 имеет вид а структурная формула пиридина 2 При использовании предложенной активной среды более широкий спектральный диапазон перестройки лазерного излучения достигается вследствие одновременной генерации излучения обоими красителями.

Выбранный диапазон концентраций родамина 101 и пиридина 2 обусловлен тем, что при концентрации родамина 101 менее 4 10^-5 моль/л или при концентрации пиридина 2 более 5 10^-3 моль/л диапазон перестройки лазерного излучения предложенной активной среды становится меньше диапазона перестройки лазерного излучения прототипа из-за подавления генерации родамина 101 и смещения коротковолновой границы лазерного излучения активной среды в длинноволновую область, а при концентрации родамина 101 более 8 10^-4 моль/л или при концентрации пиридина 2 менее 5 10^-4 моль/л диапазон перестройки лазерного излучения предложенной активной среды становится меньше диапазона перестройки лазерного излучения прототипа вследствие подавления генерации пиридина 2 и смещения длинноволновой границы лазерного излучения активной среды в коротковолновую область.

При возбуждении активной среды импульсом экситройки лазерного излучения составляет 151 нм (623-774 нм) при концентрациях родамина 101 4 10^-4 моль/л и пиридина 2 1,26 10^-3 моль/л в диметилсульфоксиде. При этом спектральный диапазон перестройки лазерного излучения активной среды на основе родамина В и DTDCl в глицерине составляет 71 нм (678-749 нм) в оптимальных условиях (концентрации родамина В и DTDCl составляют 2 10^-3 и 1 10^-4 моль/л соответственно).

П р и м е р 1. Приготавливают активную среду, содержащую 4 10^-4моль/л родамина 101 и 1,26 10^-3 моль/л пиридина 2 в диметилсульфоксиде и помещают ее в прокачные кюветы генератора и усилителя перестраиваемого лазера на красителях ESTLA DL-MINI (Эстония). Генератор лазера ESTLA DL-MINI содержит 40-х четырехпризменный расширитель пучка и дифракционную решетку 600 штр/мм, выполняющую функцию заднего зеркала. Дифракционная решетка работает в автоколлимационном режиме в четвертом порядке дифракции. Активную среду генератора возбуждают другой частью этого импульса (энергия 25 мДж) через оптическую линию задержки. Длину волны лазерного излучения изменяют поворотом дифракционной решетки. Монохроматор лазера ESTLA DL-MINI калибруют с использованием оптогальванической ячейки в неоне. Выходное излучение лазера ESTLA DL-MINI регистрируют калориметрически с использованием фотоприемника ИМО-2. Получают лазерное излучение, перестраиваемое в спектральном диапазоне 623-774 нм с КПД в максимуме (724,5 нм) 5,1% .

П р и м е р ы 2-5. Приготавливают и исследуют активную среду, как в примере 1, но используют другие концентрации родамина 101 и пиридина 2. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 6. Приготавливают и исследуют активную среду, как в примере 1, но используют в качестве красителя смесь родамина В и DTDCl при оптимальных концентрациях 2 10^-3 и 1 10^-4 моль/л соответственно, а в качестве растворителя - глицерин. Получают лазерное излучение, перестраиваемое в спектральном диапазоне 678-748 нм с КПД в максимуме 3,7% .

Таким образом, предложенная активная среда по сравнению с прототипом позволяет расширить диапазон перестройки лазерного излучения с 70 до 151 нм в спектральной области 623-774 нм.

Формула изобретения

АКТИВНАЯ СРЕДА ЖИДКОСТНОГО ЛАЗЕРА на основе органических соединений, состоящая из растворителя и смеси красителей, отличающаяся тем, что она содержит смесь красителей 9-(2-карбоксифенил) -2,3,6,7,12,13,16,17- октагидроксантено- [2,3,4-ij: 5,6,7-i¹j¹] - хинолизинил перхлорат и 1-метил-4-(4-(n-диметиламинофенил) -1,3-бутадиенил)-пиридиний перхлорат и в качестве растворителя - диметилсульфоксид при следующем соотношении ингредиентов, моль/л: 9-(2-Карбоксифенил) -2,3,6,7,12,13,16,17 -октагидроксантен о-[2,3,4-ij: 5,6,7-i¹j¹] -хинолизинил перхлорат 4 10^-5 - 8 10^-4 1-Метил-4-(4-(n-диметиламинофенил) -1,3-бутадиенил)-пир идиний перхлорат 5 10^-4 - 5 10^-3 Диметилсульфоксид Остальное до 1 л

РИСУНКИ

Рисунок 1