Лазерное вещество

(22) 11.0 омитет Российской Федерации о патентам и товарным знакам ОПИСАНИЕ К ПайЕйтУ РОССИЙСКОЙ(56) Авторское свидетельство СССР Х1642923, кл. Н 018 3/16, 1988. КаминскииА.А. и др. Кристаллическая структура испектральнолюминесцентные свойства катиондефицитного граната. - Изв. АН СССРНеорг. материалы, 1986, т.22, Х 7, с.1061.(57) Использование: изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано при создании твердотельных лазеров с длиной волны излучения 1,06 мкм. Сущность изобретения: лазерное вещество содержит кальций, ниобий и галлий в ОО кристаллической матрице, неодим в каче- (. стве активатора и церий в качестве сенсибилизатора. Конгруэнтный состав соответствует области, характеризующейся Оф связью соотношений кальция и ниобия и; ы и = (х/3) (1,5 + 0,3 г), где 0,60г0,65, 1 табл,1805812 По сравнению с традиционными моно- кристаллами иттрий-алюминиевого граната с неодимом новое лазерное вещество обладает возможностью получения по безиридиевой технологии,Содержание элементов в лазерном веществе (в расчете на формульную единицу граната) Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в твердотельных лазерах,Известно лазерное вещество на основекальций-германий-галлиевого граната, содержащее неодим в качестве активатора ихромв качестве сенсибилизатора. Недостатком этого технического решения явля-ется йизкий КПД лазера на длине волны1,06 мкм.Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению являетсялазерное вещество на основе кальций-германий-галлиевого граната, содержащее неодим в качестве активатора и церий вкачестве сенсибилизатора,Недостатком прототипа является невысокий КПД лазера на длине волны 1,06 мкм.Целью изобретения является повышение КПД лазера на длине волны 1,06 мкм.Поставленная цель достигается тем, чтолазерное вещество на основе кальций-галлиевого ганата с ионами по крайней мереодного редкоземельного элемента В и ниобия имеет состав, соответствующий формулеСахйуйЬибац 012-р, ПРИ этОм И = (х/3)(1,5 ++03 г); 790 х+ у+ и+ ц 800;2,78х3,04; 0,01у0,22; 0,60г0,65; р 0,04,В частности, лазерное вещество можетдополнительно содержать церий и иметьсостав, соответствующий формулеСахМЬмСенМЬибац 012-р, где 0,01 м0,18;0,001 н 0,04.В таблице приведены примеры различного состава лазерного вещества.Недостатком лазерного вещества на основе кальций-германий-галлиевого граната является сегрегация расплава впроцессе выращивания кристаллов по методу Чохральского, Введение в состав вещества ниобия вместо германия позволяетповысить параметр кристаллической решетки граната и за счет этого его изоморфнуюемкость. Область конгруентного плавлениякристаллов имеет место; если содержание кальция и ниобия связаны соотношением и - (х/3) (1,5 + 0,3 г), где 0,60г0,65, суммарное содержание катионов 7,90х+ + у+ и+ ц8,00, содержание кислорода 11,96Хо12,00. При этом коэффициент распределения гранатообраэующих элементов близок к 1, что обеспечивает высокое оптическое и структурное совершенство кристаллов, выращенных по методу Чохральского. При этом, как оказалось, в кристалле имеются галлиевые вакансии с концентрацией до 0,10 на формульную единицу граната и кислородные вакансии с концентрацией до 0,04 на формульную единицу "5 граната.При содержании неодима м0,01 КПДлазера низок из-за малой концентрации активатора, а при м0,18 КПД лазера снижается из-за концентрированного тушения излучения, При таком содержании неодима обеспечивается эффективная сенсибилизоция, если в состав лазерного вещества Иодится от 0,001 до 0,04 атомов церия на формульную единицу граната, При указанном содержании редкоземельных элементов содержание кальция составляет от 2,78 до 3,04 атома на формульную единицу граната, причем часть ионов кальция занимает галлиевые вакансии, С учетом этого, а также 30 содержания ниобия, определяемого приведенным выше соотношением, и числа галлиевых вакансий ог ределяется содержание галлия,Монокристаллы лазерного веществавыращивали по методу Чохральского на установке "Донец" при следующих условиях роста: ростовая среда Аг+ 1 оь 02 при нормальном давлении; скорость вытягивания 3,5 мм/ч; направление вытягивания100040 или111 .1805812 Продолжение таблицы ула изобре о с:,00; 2,78060 г ния Уу,0 ,0 по п,1, огпаичзющееся опол ительно содержит оста, соотв;тствующий Ьи Оац0,18;,001нгавитель О, Исаевхред М.Моргентал Редактор М К ррект 1 р М, Пе ляда Тираж Подпи НПО "Поиск" Роспатента11 035, Москва, Ж, Раушская аб., 4/5 Заказ 14 Производственно-издательский комбинат "Патент", . Ужгорос ул, Гэ эрин 1. ЛАЗЕРНОЕ ВЕЩЕСТВО на основе кальций-галлиевого граната с иоами по крайней мере одного редкоземельного элемента й и ниобия, оеличгющелся тем, что, с целью повышения КПД лазера на длине волны 1,06 мк, оно имеет сос ав, соответствующий формулеСэ, йу МЬи Оа, Оа-,при этом и = х / 3)(1,5 + 0,3 г); 7,90х 3,065; р2.тем, чцерийформулСахгде Веществ тб оно и имеет е МЫМ Се 001