Лазерное вещество

Лазерное вещество

Реферат

Изобретение относится к лазерным веществам на основе органических красителей и полимеров и может найти применение в лазерной технике для изготовления активных элементов лазеров.

Известно лазерное вещество [1], содержащее органический краситель родамин 6Ж, сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой (90:10; 87,5:12,5 или 85:15 мас.%) и добавку 1N,N-пентаметилен-3-бензоилтиомочевины при следующем соотношении компонентов, мас.%: родамин 6Ж 0,010-0,015, сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой 99,235-99,980 и 1N,N-пентаметилен-3-бензоилтиомочевина 0,010-0,750.

Известно также лазерное вещество [2], содержащее органический краситель родамин 6Ж или родамин С и сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой с соотношением компонентов 9:1 мас.% и добавку карбоната эрбия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: родамин 6Ж или родамин С 0,010-0,015, карбонат эрбия 0,5-1,0 и сополимер метилметакрилата (ММА) с метакриловой кислотой (МАК) 98,985-99,490.

Недостатком обоих аналогов является присутствие в лазерном веществе МАК, отрицательное влияние которой на физико-механические и другие эксплуатационные свойства материала (в частности, твердость и теплостойкость) известно. Присутствие в лазерном веществе МАК отрицательно сказывается и на генерационной фотостабильности аналогов (генерационная фотостабильность их недостаточно высока).

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является вещество, содержащее родамин 6Ж (Р6Ж) или родамин С (PC) и полимер [3].

Недостатком вещества-прототипа, так же, как и вышеприведенных аналогов [1, 2], является недостаточно высокие генерационная фотостабильность (Р_0,5) и эффективность преобразования лазерного вещества (КПД).

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение, - увеличение генерационной фотостабильности и эффективности преобразования лазерного вещества.

Это достигается тем, что лазерное вещество, содержащее родамин 6Ж или родамин С и полимер, дополнительно содержит пропиленкарбонат при следующем соотношении компонентов, мас.%: родамин 0,0054-0,2715, пропиленкарбонат 5,0000-20,0000, остальное - полимер.

Пример получения заявленного лазерного вещества состоит в следующем.

Берут 0,0048 г Р 6Ж и 0,5 мл пропиленкарбоната, добавляют ММА до 10 мл, в котором растворяют 0,01 г азобисизобутиронитрила (инициатора полимеризации). Приготовленный раствор помещают в стеклянные герметичные формы и полимеризуют в термостате при температуре 50°С в течение 12 час. Затем формы разнимают и извлекают образцы.

Лазерные элементы изготавливались нами в виде параллелепипедов 10×10×20 мм³. Осуществлялась ручная полировка поверхностей, при этом лазерной степени чистоты поверхности не достигалось.

Генерационная фотостабильность и эффективность преобразования полученного лазерного вещества исследовались при его возбуждении излучением XeCl* - лазера с длиной волны λ=308 нм, имеющего энергию в импульсе Е_имп=30 мДж. Длительность импульса составляла τ_1/2=12 нс, плотность мощности излучения в импульсе - W_имп=35 МВт/см². Использовался поперечный вариант накачки. Резонатор был образован гранью образца и плоским алюминиевым зеркалом.

В таблице приведены результаты исследования генерационных характеристик вещества-прототипа и предлагаемого вещества. КПД преобразования не оптимизировался. За единицу генерационной фотостабильности (Р_0,5, Дж/см²) принимали энергию, падающую на единицу площади образца, при которой КПД уменьшается в два раза. Эта единица более достоверна, чем Дж/см³ (количество энергии, поглощенной единицей объема образца), поскольку определить облучаемый объем в твердом образце не представляется возможным.

Таблица
Вещество	Концентрация красителя, масс.%	Добавка	Концентрация добавки, мас.%	λmax ген, нм	КПД, %	Р0,5, Дж/см2
Предлагаемое	Р 6Ж 2,715×10-2	пропиленкарбонат	5	581	20,0	48,7
Р 6Ж 2,715×10-2	пропиленкарбонат	10	581	20,5	52,0
Р 6Ж 2,715×10-2	пропиленкарбонат	15	580	18,2	55,0
Р 6Ж 2,715×10-2	пропиленкарбонат	20	581	18,0	39,0
PC 2,715×10-2	пропиленкарбонат	5	608	9,8	32,0
PC 2,715×10-2	пропиленкарбонат	10	617	15,0	33,1
PC 2,715×10-2	пропиленкарбонат	15	618	10,5	33,5
PC 2,715×10-2	пропиленкарбонат	20	623	8,9	38,0
Прототип 1	Р 6Ж 2,715×10-2	нет	нет	564	3,0	5,0
Прототип 2	PC 2,715×10-2	нет	нет	608	8,3	30,5

Из таблицы следует, что предлагаемое лазерное вещество существенно превосходит вещество-прототип как по генерационной фотостабильности, так и по эффективности преобразования.

Источники информации

1. Пат. РФ №1820809, кл. Н 01 S 1/17, приор. 10.04.96.

2. Пат. РФ №1565321, кл. Н 01 S 3/16, приор. 29.07.88.

3. Денисов Л.К., Дьячков А.И., Кристалева В.Н., Муравьева Т.Н., Сафонова Н.Н., Цогоева С.А. Свойства полимеров на основе полиметилметакрилата с лазерными красителями // Пластические массы, 1987, №12, с.22-23 - прототип.

Лазерное вещество, содержащее родамин 6Ж или родамин С и полимер, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пропиленкарбонат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Родамин	0,0054-0,2715
Пропиленкарбонат	5,0000-20,0000
Полимер	Остальное