активный материал для жидкостных лазеров и усилителей
| Классы МПК: | H01S3/20 жидкостные |
| Автор(ы): | Дьяченко П.П., Серегина Е.А., Тихонов Г.В. |
| Патентообладатель(и): | Физико-энергетический институт |
| Приоритеты: |
подача заявки:
1994-06-20 публикация патента:
10.03.1997 |
Использование: изобретение касается создания новых типов материалов, пригодных для использования в жидкостных лазерах и усилителях с прямой ядерной накачкой лазерно-активной среды. Сущность изобретения: активный материал для жидкостных лазеров и усилителей с прямой ядерной накачкой на основе неорганических апротонных кислот, льюисовых кислот, ионов редкоземельных элементов, содержащий делящееся вещество в виде перхлоратов актинидных элементов, в частности в виде перхлората уранила. Примером является активный материал, который содержит, мас.%: оксотрихлорид фосфора POCl3 60 - 98; тетрахлорид олова SnCl4 1 - 20; неодим 0,2 - 20; перхлорат уранила VO2(ClO4)2 0,1 - 10. 2 з.п. ф-лы.
Формула изобретения
1. Активный материал для жидкостных лазеров и усилителей с прямой ядерной накачкой на основе неорганических апротонных кислот, льюисовых кислот, ионов редкоземельных и актинидных элементов, отличающийся тем, что делящееся вещество введено в виде перхлоратов актинидных элементов. 2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве делящегося вещества выбран перхлорат уранила. 3. Материал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он содержит, мас. Оксотрихлорид фосфора, POCl3 60 98Тетрахлорид олова, SnCI4 1 20
Неодим 0,2 20,0
Перхлорат уранила, UO2(ClO4) 0,1 10,0и
Описание изобретения к патенту
Изобретение касается создания новых типов материалов, пригодных для использования в жидкостных лазерах и усилителях с прямой ядерной накачкой лазерно-активной среды. Известен активный материал для лазеров и усилителей с оптической накачкой [1] который содержит, мас. Оксотрихлорид фосфора, POCl3 15 98Галогениды металлов 1 60
Редкоземельный элемент 0,1 25
Этот материал сочетает высокую эффективность в режиме генерации и усиления с физико-химической стойкостью и простой технологией изготовления активных элементов на его основе. Недостатком этой лазерно-активной неорганической жидкости (ЛНЖ) является невозможность ее использования в лазерах и усилителях с прямой ядерной накачкой, т.к. этот материал не содержит делящееся вещество. Наиболее близким техническим решением является бинарная система оксотрихлорид фосфорас льюисовая кислота, активированная ионами неодима, в которую введены уранил-ионы [2]
Введение делящихся уранил-ионов в ЛНЖ делает возможным использование этой среды в лазерах и усилителях с прямой ядерной накачкой. Однако данный материал имеет большой коэффициент поглощения на длине волны генерации иона неодима, что приводит к увеличению порога генерации и снижению лазерного излучения. Перед авторами стояла задача устранить вышеперечисленные недостатки и разработать высокоэффективный лазерно-активный материал для прямого преобразования энергии осколков деления актинидов в когерентное электромагнитное излучение. Для достижения этого технического результат предлагается использовать перхлорат уранила как делящееся вещество в составе ЛНЖ на основе неорганического апротонного растворителя и льюисовой кислоты, активированной ионами редкоземельного иона. В предложенной системе льюисовая кислота способствует растворению перхлората уранила и соединений редкоземельного элемента. Матрица на основе неорганического апротонного растворителя и льюисовой кислоты образует благоприятное окружение люминесцирующего редкоземельного иона, обеспечивая малую безызлучательную диссипацию энергии возбуждения этих ионов и слабое концентрационное тушение люминесценции. Полученная ЛНЖ, имеющаяся в своем составе уранил-ионы, сохраняет спектрально-люминесцентные и генерационные свойства ЛНЖ, не содержащей делящееся вещество, в том числе и коэффициент поглощения на длине волны генерации. Примером является лазерно-активный материал на основе бинарной системы оксотрихлорид фосфора-тетрахлорид олова, активированной ионами неодима, в которую делящееся вещество введено в виде перхлората уранила, POCl3-SnCl4-Nd3+-UO2(ClO4)2. Он содержит, мас. оксотрихлорид фосфора, POCl3 60 98
тетрахлорид олова, SnCl4 1 20
неодим 0,2 20
перхлорат уранила, UO2(ClO4)2 0,1 10
Материал имеет следующие характеристики:
время жизни возбужденного состояния, мкс 150 220
коэффициент поглощения на длине волны 1050 нм, см-1 (1 - 4)*10-3
эффективность преобразования энергии тяжелых заряженных частиц в энергию люминесценции, 0,1 3. Использование изобретения позволяет сохранить спектрально-люминесцентные и генерационные свойства ЛНЖ для оптических квантовых генераторов и усилителей и применить ЛНЖ в качестве активного материала в квантовых генераторах и усилителях с прямой ядерной накачкой лазерно-активной среды.