Рабочая среда для пассивного жидкостного модулятора добротности резонатора окг

Союз Советскик Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.12.81 по делам изобретен открытм 72) Авторы изоб р етевн я В, Пржонская, М.ук, Н. М. Наровлянская,ский, Н. И. Ефименко,вцев, Л, В. Форминаев В. Мелищ . Сломин И, Краса И. Левко Н Украин ой химии аучно-иссл фической(71) Заявители кой ССР, Всесоюзнь АН Украинской СС едовательский инсти промышленности Институт физики Аинститут органическГосударственный нхимико-фотогра(54) РАБОЧАЯ СРЕДА ДЛЯ ПАССИВНОГО ЖИДКОСТНОГО МОДУЛЯТОРА ДОБРОТНОСТ РЕЗОНАТОРА ОКГ 1 2Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к рабочим средам пассивных жидкостных модуляторов добротности и может быть использовано для амплитудной модуляции добротности твердотельных лазеров с высокой эффективностью и мощностью генерируемого излучения, обеспечивая наносекундный режим генерации,Пассивные жидкостные модуляторы со О держат в качестве рабочей среды насыщающийся поглотитель, способный поглощать на частоте ж лазерного излучения и удовлетворяющий неравенству:1-(м);,(в), 1о, - отношение сечений поглощегдения красителя и излученияактивной среды.ЮПри помещении раствора красителя в резонатор лазера снижается добротность резонатора пропорционально начальному поглощению красителя и соответственно повышается порог генерации. Затем, когда 25 возникает генерация и поглощение достигает насыщения, раствор красителя становится более прозрачным и запасенная энергия излучается в одном импульсе с большой пиковой мощностью, По оконча- З 0 нип процесса излучения краситель релаксирует в исходное начальное состояние.Известны пассивные жидкостные модуляторы добротности резонаторов ОКГ, в которых в качестве насыщающегося поглотителя используют полиметнновые красители (криптоциаццц, 2,2-дикарбоццанцн, тцатрикарбоцианиц) в спиртовых растворах.ч ч Недостатком этап гр ппы красителеи является их низкая фотохимическая стойкость, обусловленная малой прочностью красителей с ядрами хцнолина (криптоцианпн) или большой длиной полиметиновой цепи.Известны рабочие среды для пассивных жидкостных модуляторов добротности резонаторов ОКГ, состоящие из насыщающегося поглотителя и растворителя. В качестве поглотителей в них использованы кислые растворы трцскарбоциацпцов. Главным недостатком указанной рабочей среды является относительно невысокая эффективность модуляции, равная примерно 7-.8 О/Целью изобретения является повышение эффективности модуляции и мощности ге. нерируемого излучения в наносекундном режиме генерации при обеспечении высокой фотохимической стойкости, Указанная цель достигается тем, что в качестве поглотителя рабочая среда содержит полиметиновые красители с внедренными в полиметиновую цепь заместителямиобщей формулыгде В - С (СНз) 2Х -- О-фснилсн, 1,2- и 2,1-пафтилен:У -- Л 11, ОЛ",Е - А 11;п=- 1,2;Х - кслотпьй остаток,также тем, что для модуляции лобротнос.ти резонатора рубинового ОКГ в качествеполимстинового красителя, рабочая средасодержит дпкарбоцпанпновый красительна основе четвертичной соли 2,3,3-трпмсгил,5-бензоинтОленина со структурнойформулойОС 111 ОК, - , н0" жс глицериновых растворов всех красителей.Флуорес 1 снция э 1 анольных растворовкрасителей 111- - , затухает. Это свидетсль ствуст о возникновении канала потерь,конкурирующего с процессом флуоресценции и приводящего к уменьшению длительности импульса флуоресценции от (442) нс (накачки) до (30 + 2) нс (красптель 1 Ъ) и (25:- 2) с (краситель У). 1 птспсивность 11 затухание флуоресцснцип воспроизводимы, а слсдовательно, связаны с обратимыми фотопреврашениями, 1 ротскаюпцмп в возбу 5 кдспол сост 051 п 1 п 1.Приведенные данные по кпнетикс затухания флуорсс 1;епции подсйствп;м монопмпульса рубинового ОКГ показывают, что за время действия импульса накачки пе происходит полной релаксации системы в исходное равновесное состояние. Были Иизмерены времена 5 кизни т фотоизо 1.еров и равновесном основном состоянии. т зз.висит от структурных Особенностей исследуемых молекул (для данного ряда - от величины эс,;фект 11 вного ра:ц 15 са внедренного ра,ц кала )),Г 3 (Ф - Ян.н си,с",г,цдены значения У для крЧ Нижетел ей ривермулние Й11СН; ормуль П 1ОЕД 1 П СНЭ О (СН ) 2 ОНкинетики флуоресителей 1 - 7 при возсом рубинового ОКГ ция в кинетике нафлуоресценции этаасителей 1 - П, а так. ванин в краимпуль орреля альной ов кр При исследо ценции растворо буждении моно наблюдалась к качки и интетр нольных раствоВыбор предложенной группы красителей обусловлен тем, .что осу 1 цествленпе пространственных затруднсгп 1 й, связанных со взаимодействием радикала у и юнцевых группировок В, увеличивает вероятность перехода в изомерные формы, Поэтому выбраны радикалы, обладающие максимальными эффективными радиусами действия, и концевые группировки В, способные увеличить пространственные затруднения в молекулах.Выбор концевых группировок Х связан с необходимостью обеспечения высокой темновой и фотохимической стаб 1;льности пассивных затворов для ОКГ.Изучены красители формулы т:= (240+.20) мкс:1 ли крас 11 тсля 1т = (1,6 -0,3) мкс для крастсля ,При огредслении спектров поглощенияфотоизомеров, образу 1 ощихся в возбужденном состоянии красителей, было установлено, что для крас; телянаблюдается существенное перекрытие полосы поглощения ооразуюцегося пзомсра с полосой флуоресценции основной формы, Это привод 1 гг к ухудшению генерационных свойств и способствует просветлению раствора уже 4 О при небольших значениях плотности мощности падающего излучения, что обеспечивает низкие пороги, большую эффективность и моцпость генерируемого излучения прп использовании данного красителя в качестве модулятора добротности,Одна пз реализаций предложенного механизма пассивной модуляции добротности для рубинового ОКГ достигается использованием ди кар боциачинового красителя на основе четвертичной соли 2,3,3-тримстил,5-бспзоиидоле 1 ина.Предложенный краситель растворяетсяв спиртах, которые нетоксичны и обладают малой нелинейностью, Молярный коэффи циспт поглощения в максимуме полосы составляет 2 10 в этиловом спирте.Чтобы сравнить эффективность модулятора на основе предложенного красителя и модулятора на основе трискарбоцианина, оценивалось процентное отношение энергии гигантского импульса к энергии свободной генерации при одинаковом уровне накачки.Во всем интервале накачки (в широком интервале концентраций) у предложенпого красителя указанное отношение выше,,. ун н 10 л3 1 дактор И. Марголис Текрсд А. Камышникова Корректор И, Оснновская Заказ 1738 1287 11 зд. 628 Тираж 634 Подисное 11110 11 опск Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва. Ж, Раушская наб., д. 4/5Тпп. Харьк. фил. пред. Г 1 атент причем для оптимальной области оптических плотностей растворов это отношение в 3 раза больше, чем у известного.Важным параметром модулятора является его стойкость к фотохимическому и термическому воздействию, Предложенный краситель (растворитель - обезвоженный этапол) эксплуатировался в течение трех месяцев, причем степень разложения не превышала 5%. Формула изобретения1. Рабочая среда для пассивного жидкостного модулятора добротности резонатора ОКГ, состоящая из насыщающегося 16 поглотителя и растворителя, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности модуляции и мощности генерируемого излучения в наносекундном режиме генерации при обеспечении высокой 20 фотохимической стойкости, в качестве поглотителя она содержит полиметиновые красители с внедренными в полиметиновую цепь заместителями У общей формулы вида: 25 где В - С 1 СНз) 2,2 - О-фенилен, 1,2- и 2,1-кафтилен;У - ЛВ, ОЛ 11;й - Л 11;и = 1,2;Х - кислотный остаток,2, Среда по п. 1, отличающаяся тем, что для модуляции добротности резонатора рубинового ОКГ в качестве полиметпнового красителя она содержит дикарбоцианиновый краситель на основе четвертичной соли 2,3,3-триметил,5-бензоиндо ленина со структурной формулой: