Способ получения активной среды лазера

Скачать ZIP архив.

Текст

(51)5 Н 01 Б 3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТ АВТОР(МОМУ(54) СПОСОБ ПОЛУЛАЗЕРА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(57) Изобретение относится к областиквантовой электроники и может быть использовано для создания активныхэлементов и пассивных затворов в лазерах, Цедью изобретения является повышение КПД лазера при одновременномрасширении спектрального диапазона генерации. Для достижения поставленнойбели производят оптическую обработкукристалла, затем помещают данный кристалл в кадмиевый контейнер и вводятконтейнер н активную зону ядерногореактора. После этого проводят термообработку кристалла в диапазоне температур от бОО до 700 К в течениевремени ие более полутора часов, Затем кристалл облучают -излучениемопределенной дозы и пронодят повторную термообработку, Это позволяетувеличить КПД лазера до 177 получитьгенерацию н видимой области спектра.Изобретение относится к областиквантовой электроники и может бытьиспользовано для создания активныхэлементов, используемых в лазерах сперестраиваемым по частоте излучением, и пассивных затворов моноимпульсных Мазеров,Целью изобретения является повышение КПД лазера при одновременномрасширении спектрального диапазона 10генерации.Генерация расширяется в областьвидимого и ближнего инфракрасногоизлучения.В результате ударного механизмавзаимодействия быстрые нейтроны вызывают образование в кристалле большого количества дефектов типа смещений. При интегральных потокахибыстрых нейтронов менее 10 н см и 20концентрация дефектов недостаточнадля придания кристаллу и дальнейшем необходимых для получения, генерации свойств, При потоках свыше0 2510 н.смначинают ухудшаться механические свойства кристалла. Крометого, облучение такими потоками повышает стоимость и"готовления среды.Однако только облучение нейтро 30нами в указанном интервале потоковне позволяет создать в кристаллецентры окраски, пригодные для создания. активной среды, Дефекты типа смещений разнообразны, Они включают катионные и анионные вакансии, между- З 5узельные атомы и ионы. Кроме того,при захвате анионными вакансиямиэлектронов образуются одновакантныецентры окраски. Однако эти центрыокраски обуславливают поглощение вультрафиолетовой области спектра.Для создания двухвакантных центровокраски, оптические переходы в которых обеспечивают придание необходимых свойств среде, необходима термообработка в течение 1-1,5 ч при температуре 600-700 К, При температуревыше 600 К ационцые вакансии становятся подвижными н диффундируя покристаллу, присоединяются к одцовакантным центрам окраски, образуядвухвакантные. Повышение температурыотжига свьше 700 К приводит к частичному разрушению центров окраски, Этатермообработка обеспечивает многократное увеличение концентрации центров окраски, имеющих максимумы полоспоглощения около 450, 570, 670,850 цм. Возможен отжиг и прц болеекороткпх временаМ, однако, учитываявысокую инерционность тепловых источников при термообрабстке и целесообразность получения воспроизводимых результатов, выбирается временной интервал 1-1,5 ч,Поглощение и испускацие светацентрами окраски, ответственными эавозникновение полос поглощения с максимумами 670 и 850 нм, определяетвоэможность перестройки длины волныгенерируемого излучения. Длч увеличения концентрации этих центров окраски кристалл облучают-квантамидозой 26-260 Кл,кг и повторно проводят термообработку при температуре720-770 К в течение 1-1,5 ч. Проведение такой процедуры позволяет увеличить почти вдвое концентрацию центров, поглощающих в области 850 нм,и на 10-20% - центров, поглощающихв области 670 нм. После облучениянейтронами в кристалле возникает ограниченное количество одновакантныхцентров, содержащих в своем составе2,3 и более электронов. Поэтому припервой термообработке после присоединения вакансий образуется сравнительно небольшое количество центров,поглощающих в области 670 нм, и еще1меньшее центров, поглощающих в области 850 нм. При-облучении этихкристаллов происходит перераспределение электронов уже между двухвакантньпчи центрами, и концентрацияцентров с большим числом электроноввозрастает, Для проведения этого процесса достаточна доза облучения26 - 269 Кл кг , При дозах менее26 Кл кгне успевает установитьсядинамическое равновесие по электронным состояниям, обеспечивающее увеличение концентрации центров, Дозыболее 260 Кл кг не имеют практической целесообразности, Однако при-облучении, как и вначале при нейтронном, возникает и неактивное поглощениедругими дефектами. Для ихустранения проводится повторная термообработка при температурах 720770 К в течение 1-1,5 ч. При этомпет необходимости увеличивать температуру отжига свыше 770 К, а при температурах менее 720 К ответственные за остаточное поглощение дефекты це успевают отжигаться за указанный период времени.".083 Тираж ВИИПИ Заказ 2307 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 П р н м е р 1. Верут кристалл сапфира толщиной 10 мм, производят его оптическую обработку. После это го обработанный кристалл помещают в металлический кадмиеный контейнер (толщина стенки не менее 1 мм), Кадмий обрезает тепловую часть нейтронного спектра, что позволяет существенно снизить уровень наведенной активности кристалла из-за уменьшения О его активации тепловыми нейтронами. Контейнер с кристаллом помещают в активную зону ядерного реактора и проводят облучение кристалла быстрыми нейтронами с интегральным потоком 15 10 н см . После облучения контей+9нер с кристаллом извлекают из активной эоны Реактора и помещают в хранилище радиоактивных веществ, в котором его выдерживают в течение око ло 2 месяцев для спада наведенной радиоактивности. По ирооествии этого времени кристалл извлекают из контейнера и дозиметрическими приборами определяют уровень остаточной радиоактивности, который не должен превышать определенных норм. Далее . проводят дезактивацию поверхности облученного кристалла, заключающуюся в ее обработке этиловым спиртом ЗО и дистиллированной водой, для удаления поверхностных радиоактивных загрязненийПосле термообработки в течение одного часа при температуре 650 К 35 в спектре появляются полосы поглощения с максимумами при 570, 670 и 850 нм. После 7 -облучения дозой 26 Кл кг и термообработки в течение одного часа при 720 К концентрация центров, ответственных эа поглощение в полосах с максимумами 670 и 850 нм, заметно возрастает.П р и м е. р 2. Активный элемент из кристалла сапфира толщиной 1 см, 15 облученный потоком быстрых нейтронов 10 н сми выдержанный 2 месяца вЬахранилище, возбуждался излучением лазера на красителе с плотностью мощности 100 ИВт смна длине волны И 450 нм. В резонаторе с зеркалами, . имеющими коэффициент отражения 0,99, излучение накачки не обеспечивало достижение порога генерации. После термообработки нри температуре 700 К в Ы течение 1,0 ч порогии рации бллиреныен в три раза.П р и м е р 3, Активиый элементиз кристалла сапфира толщинойсм,облученный потоком быстрьх нейтронов910 и см, выдержанный 2 месяца вхранилище, в резонаторе с входнымзеркалом, имеющим коэффициент отражения 0,65, квазииродольно возбуждался иэлучеием моноимпульсного лазерана рубине с плотностью мощностиО ИВт.см . Получить генерацию неудалось.После термообработки при температуре 700 К получена генерация излучения в области спектра около 818 нмс КПД около 10%. После )-облучениядозой 50 Кл/кг и термообработки притемпературе 720 К достигнут КПД лазера 31 .П р и м е р 4. Активный элементиэ кристалла сапфира толщиной 1 см,облученный потоком быстрых нейтронов9О н/см, вьдержанный 2 месяца вхранилище в резонаторе с выходнымзеркалом, имеющим коэффициент отражения 0,85, квазипродольно возбуждался излучением лазера на красителе сплотностью мощности 120 ИВт смнадлине волны 840 нм. Генерация излучения получена не была,После термообработки при температуре 720 К достигнут КПД лазера УХ.После-облучения дозой 26 Кл/кг итермообработки при температуре 750 ККПД лазера увеличился до 177.Данные кристаллы могут быть использованы и для пассивных затворовмоноимпульсных лазеров,Формула изобретенияСпособ получения активной среды лазера, включающий облучение кристалла сапфира потоком нейтронов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД лазера при одновременном расширении спектральногодиапазона генерации, после облучения кристаллов сапфира проводят термообработку при температуре 600-700 Кв течение 1-1,5 ч, облучают-излучением экспозиционной дозой 26260 Кл.кг и проводят повторную термообработку ири температуре 720770 К в течение 1-1,5 ч.

Смотреть

Заявка

3875361, 01.03.1985

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ АН БССР

БИЛАН О. Н, ВОЙТОВИЧ А. П, ГРИНКЕВИЧ В. Э, КОНОНОВ В. А, МИХНОВ С. А, УСКОВ В. И, ЧЕРЕНДА Н. Г

МПК / Метки

МПК: H01S 3/16

Метки: среды, лазера, активной

Опубликовано: 07.04.1992

Код ссылки

<a href="http://patents.su/3-1308131-sposob-polucheniya-aktivnojj-sredy-lazera.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения активной среды лазера</a>

Похожие патенты