RU2032193C1 - Material of aposidic diaphragm and process of its manufacture - Google Patents
Material of aposidic diaphragm and process of its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2032193C1 RU2032193C1 SU4875867A RU2032193C1 RU 2032193 C1 RU2032193 C1 RU 2032193C1 SU 4875867 A SU4875867 A SU 4875867A RU 2032193 C1 RU2032193 C1 RU 2032193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crystals
- diaphragm
- srf
- apodizing
- concentration
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 40
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- FVRNDBHWWSPNOM-UHFFFAOYSA-L strontium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Sr+2] FVRNDBHWWSPNOM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 4
- 229910001637 strontium fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 14
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 4
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 3
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000579895 Chlorostilbon Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 229910052876 emerald Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010976 emerald Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 1
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910002007 uranyl nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в мощных лазерных системах с длиной волны генерации 1,34 мкм для управления лазерным излучением (уменьшение расходимости и устранения самофокусировки лазерного пучка, получение максимальной мощности и равномерное распределение мощности в пучке). The invention relates to quantum electronics and can be used in powerful laser systems with a generation wavelength of 1.34 μm for controlling laser radiation (reducing divergence and eliminating self-focusing of the laser beam, obtaining maximum power and uniform distribution of power in the beam).
Известен материал для аподизирующей диафрагмы на основе монокристалла фторида лития, содержащего примесь азотокислого уранила с центрами окраски. Аподизирующие диафрагмы, приготовленные из этого материала используются в лазерных системах с длиной волны излучения 1,06 мкм. Недостатком данного материала является невозможность его применения для управления параметрами лазерного излучения с длиной волны свыше 1,064 мкм. Known material for apodizing diaphragm based on a single crystal of lithium fluoride containing an admixture of uranyl nitrate with color centers. Apodizing diaphragms made from this material are used in laser systems with a radiation wavelength of 1.06 μm. The disadvantage of this material is the inability to use it to control the parameters of laser radiation with a wavelength of more than 1.064 microns.
Известен способ изготовления мягких диафрагм на основе фотографических эмульсий. Однако данный способ не обеспечивает устойчивости мягких диафрагм к действию мощного лазерного излучения. A known method of manufacturing a soft diaphragm based on photographic emulsions. However, this method does not ensure the stability of soft diaphragms to the action of powerful laser radiation.
Известен способ изготовления мягких диафрагм для мощных лазерных систем на основе наведенного поглощения в кристаллах СаF2-Pr 2+(3). Для восстановления ионов Pr2+ использовалось облучение кристаллов CaF2 - Pr3+ электронами с энергией 2 МэВ и 5 МэВ. Недостатками способа является небольшой контраст (≈ 50-85) мягких диафрагм и невозможность их использования в лазерных установках с другой длиной волны излучения, в частности 1,34 мкм. К тому же при рациональном окрашивании кристаллов MeF2ТР3+ наблюдается, как правило, обесцвечивание последних.A known method of manufacturing soft diaphragms for high-power laser systems based on induced absorption in CaF 2 -Pr 2+ crystals (3). To reduce Pr 2+ ions, we used irradiation of CaF 2 - Pr 3+ crystals with electrons with energies of 2 MeV and 5 MeV. The disadvantages of the method are the small contrast (≈ 50-85) of soft diaphragms and the inability to use them in laser systems with a different radiation wavelength, in particular 1.34 μm. In addition, with rational staining of MeF 2 TP 3+ crystals, discoloration of the latter is usually observed.
Наиболее близким к предложенному является материал для аподизирующей диафрагмы на основе аддитивно окрашенных монокристаллов KCl - Tl. Аподизирующие диафрагмы, приготовленные из аддитивно окрашенных монокристаллов KCl - Tl имеют широкий спектр применения для твердотельных лазеров в видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Так, они эффективно работают на длине волны излучения 1,064 мкм и 0,532 мкм (неодимовые лазеры), 0,694 мкм (рубиновый лазер), 0,7-0,82 мкм (лазеры на александрите, изумруде и ГСГГ). Также возможно использование аподизирующих диафрагм из аддитивно окрашенных монокристаллов KCl-Tl и для лазерного излучения 1,34 мкм. Closest to the proposed material is an apodizing diaphragm based on additively colored KCl - Tl single crystals. Apodizing diaphragms made from additively colored KCl - Tl single crystals have a wide range of applications for solid-state lasers in the visible and near infrared spectral regions. So, they work efficiently at a radiation wavelength of 1.064 microns and 0.532 microns (neodymium lasers), 0.694 microns (ruby laser), 0.7-0.82 microns (alexandrite, emerald and GHAH lasers). It is also possible to use apodizing diaphragms from additively colored KCl-Tl single crystals and for laser radiation of 1.34 μm.
Однако данный материал имеет ряд недостатков: слабая механическая прочность (твердость по шкале Мооса 2-2,5), большая влагорастворимость (растворимость на 100 г Н2О при 291 К равна 34,7), ограниченное использование в лазерных системах с длиной волны излучения свыше 1,064 мкм из-за слабого поглощения.However, this material has several disadvantages: poor mechanical strength (Mohs
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ изготовления мягких диафрагм путем аддитивного окрашивания монокристаллов KCl - Tl в атмосфере насыщенных паров натрия или калия при температуре 640-760оС в течение 1-10 ч. Приготовленные таким образом мягкие диафрагмы имеют широкий спектр применения для твердотельных лазеров, работающих в видимой и ближней инфракрасных областях спектра.The closest to the proposed method is a method of making soft diaphragms by KCl staining additive monocrystals -. Tl in an atmosphere saturated with vapors of sodium or potassium at a temperature of 640-760 C for 1-10 hours so prepared soft aperture have a wide range of applications for solid-state lasers, operating in the visible and near infrared.
Недостатком данного способа является слабая эксплуатационная надежность: небольшая механическая твердость (2-2,5 по шкале Масса), сравнительно хорошая влагорастворимость (34,7 на 100 г Н2О при 291 К). К тому же на длине волны 1,34 мкм аддитивно окрашенные кристаллы имеют довольно слабое поглощение (приблизительно на 30% меньше, чем на длине волны 1,06 мкм). Для увеличения коэффициента поглощения на длине волны 1,34 мкм необходимо увеличение концентрации ионов Тl в кристаллах KCl по крайней мере выше 0,2 мас. % , а также увеличение температуры нагрева. Однако кристаллы KCl-Tl с примесью Tl свыше 0,2 % содержат большое количество твердых и газовых включений, мутных участков и поэтому оказываются непригодными для использования в мощных лазерных системах. При увеличении температуры свыше 760оС скорость распространения поглощающего слоя увеличивается и происходит сильное корродирование поверхности образцов.The disadvantage of this method is the low operational reliability: low mechanical hardness (2-2.5 on the Mass scale), relatively good moisture solubility (34.7 per 100 g of H 2 O at 291 K). In addition, additively colored crystals at a wavelength of 1.34 μm have a rather weak absorption (approximately 30% less than at a wavelength of 1.06 μm). To increase the absorption coefficient at a wavelength of 1.34 μm, it is necessary to increase the concentration of Tl ions in KCl crystals at least above 0.2 wt. %, as well as an increase in the heating temperature. However, KCl-Tl crystals with Tl impurities of more than 0.2% contain a large amount of solid and gas inclusions, turbid areas and therefore are unsuitable for use in high-power laser systems. By increasing the temperature above 760 ° C the propagation velocity of the absorbing layer is increased and there is a strong corrosion of the sample surface.
Целью изобретения является улучшения эксплуатационных характеристик: повышение механической прочности, понижение влагорастворимости и расширение спектрального диапазона использования. The aim of the invention is to improve operational characteristics: increasing mechanical strength, reducing moisture solubility and expanding the spectral range of use.
Поставленная цель достигается тем, что материал для аподизирующей диафрагмы для лазерных систем с длиной волны излучения 1,34 мкм на основе аддитивно окрашенных монокристаллов фторида стронция, содержащего двухвалентные ионы Nd, концентрация которых в непрозрачной части кристалла составляет 0,61 х 1017 см-3 - 0,18x х 1018 см-3.This goal is achieved in that the material for the apodizing diaphragm for laser systems with a radiation wavelength of 1.34 μm based on additively colored single crystals of strontium fluoride containing divalent Nd ions, the concentration of which in the opaque part of the crystal is 0.61 x 10 17 cm -3 - 0.18x x 10 18 cm -3 .
Поставленная цель достигается также тем, что в способе изготовления материала для аподизирующей диафрагмы, включающем аддитивное восстановление активирующей примеси, согласно изобретению, прогревают в автоклаве кристаллы SrF2-Nd3+ в атмосфере насыщенных паров металлического кальция при температуре 900-1000оС в течение 1,5-2,5 ч.The goal is achieved by the fact that in the manufacturing method for apodising screen material comprising an additive recovery activating the impurity according to the invention is heated in an autoclave crystals SrF 2 -Nd 3+ in an atmosphere saturated with vapors of calcium metal at a temperature of 900-1000 ° C for 1 5-2.5 hours
Именно прогревание кристаллов в автоклаве в атмосфере насыщенных паров металлического кальция при Т = 900-1000оС в течение 1,5-2,5 ч обеспечивает восстановление трехвалентного Nd3+ в двухвалентный Nd2+ в кристаллах фторида стронция и тем самым достижение цели изобретения. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.That heating of the crystals in the autoclave in an atmosphere saturated with vapors of calcium metal at T = 900-1000 ° C during 1.5-2.5 hours provides recovery trivalent Nd 3+ to Nd 2+ divalent strontium fluoride crystals, and thus achieving the goal of the invention . This allows us to conclude that the claimed invention is interconnected by a single inventive concept.
Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены и потому обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". Comparison of the claimed technical solutions with the prototype made it possible to establish compliance with their criterion of "novelty." In the study of other well-known technical solutions in this technical field, signs that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore provide the claimed technical solution according to the criterion of "significant differences".
На фиг. 1 изображен спектр поглощения кристаллов SrF2-Nd2+; на фиг. 2 - профиль пропускания диафрагмы; на фиг. 3 - кривая распределения (денситограмма) яркости излучения в пучке неодимового лазера с длиной волны излучения 1,34 мкм без диафрагмы; на фиг. 4 - кривая распределения яркости излучения неодимового лазера диафрагмой.In FIG. 1 shows the absorption spectrum of SrF 2 —Nd 2+ crystals; in FIG. 2 - aperture transmittance profile; in FIG. 3 - distribution curve (densitogram) of the radiation brightness in a neodymium laser beam with a radiation wavelength of 1.34 μm without a diaphragm; in FIG. 4 - distribution curve of the brightness of the radiation of a neodymium laser by a diaphragm.
Монокристаллы SrF2-Nd3+ были выращены методом Стокбаргера в вакууме в форме цилиндрических стержней, диаметром 10 мм и длиной 100 мм. Из выращенных монокристаллов выкалывались образцы длиной 20-25 мм и подвергались аддитивному окрашиванию в парах кальция при температуре 950оС в течение 2 ч. После закалки торцевые части образцов толщиной 5 мм удалялись и из оставшейся части были приготовлены 3 аподизирующих диафрагмы, поверхности которых были отполированы до появления зеркального блеска. На фиг. 1 видно, что кристаллы SrF2-Nd2+ имеют широкую полосу поглощения в спектральной области - 1,20-1,45 мкм, где возможно использование их в качестве "мягких" диафрагм. Кристаллы SrF2-Nd2+ при сравнительно небольшой толщине (1 мм) имеют поглощения на длине волны 1,34 мкм ≈ 0,4 см-1. У предложенных аподизирующих диафрагм был измерен контраст, который представляет собой отношение пропускания в прозрачной части Т1, к пропусканию в непрозрачной части Т2
К = Т1/Т2. Величина контраста оказалась равной 1000. После этого был построен график распределения профиля пропускания по радиусу диафрагмы. Он приведен на фиг. 2. На фиг. 3 и 4 приведены кривые распределения яркости излучения в пучке неодимового лазера с длиной волны излучения 1,34 мкм без диафрагмы и за диафрагмой соответственно.SrF 2 —Nd 3+ single crystals were grown by the Stockbarger method in vacuum in the form of cylindrical rods with a diameter of 10 mm and a length of 100 mm. From the grown single crystals cleaved samples 20-25 mm in length and subjected to calcium staining additive vapor at 950 ° C for 2 hours. After quenching end parts 5 mm thick samples were removed from the remainder of the apodized aperture 3 were prepared, the surfaces of which were polished before the appearance of a mirror shine. In FIG. 1 it can be seen that SrF 2 —Nd 2+ crystals have a wide absorption band in the spectral range of 1.20–1.45 μm, where they can be used as “soft” diaphragms. SrF 2 -Nd 2+ crystals with a relatively small thickness (1 mm) have absorption at a wavelength of 1.34 μm ≈ 0.4 cm -1 . The proposed apodizing diaphragms were measured contrast, which is the ratio of transmission in the transparent part of T 1 to transmission in the opaque part of T 2
K = T 1 / T 2 . The contrast value turned out to be equal to 1000. After that, a graph was plotted for the distribution of the transmission profile over the radius of the diaphragm. It is shown in FIG. 2. In FIG. Figures 3 and 4 show the distribution curves of the radiation brightness in a neodymium laser beam with a radiation wavelength of 1.34 μm without a diaphragm and behind the diaphragm, respectively.
Способ изготовления материала для аподизирующей диафрагмы поясняется чертежом, где на фиг. 5 изображен спектр поглощения аддитивно окрашенных монокристаллов SrF2-Nd3+; фиг. 6 - профиль коэффициента пропускания мягких диафрагм 1-Т = 900оС; t = 2,5 ч, 2 - Т = 1000оС, t = 2 ч; фиг. 7 - профиль коэффициента пропускания мягких диафрагм Т = 950оС, t = 2 ч; фиг. 8 - распределение яркости за диафрагмой.A method of manufacturing material for the apodizing diaphragm is illustrated in the drawing, where in FIG. 5 shows the absorption spectrum of additively colored SrF 2 —Nd 3+ single crystals; FIG. 6 - transmittance profile of soft diaphragms 1-T = 900 о С; t = 2.5 hours, 2 - T = 1000 ° C, t = 2 hours; FIG. 7 - profile soft diaphragms transmittance T = 950 C, t = 2 hours; FIG. 8 - distribution of brightness behind the diaphragm.
Кристаллы SrF2-Nd3+ были выращены методом Сокбаргера в вакууме в графитовом тигле в форме цилиндра диаметром 1 мм, длиной 100 мм. Концентрация ионов Nd3+ в шихте составляла 0,5-2,0 мас.%. Аддитивное окрашивание проводилось в автоклаве из которого был предварительно откачен воздух до давления (3-4) . 10-2 мм рт. ст. в парах металлического кальция при температуре 900-1000о в течение 1,5-2,5 ч. После закалки торцевые части кристаллов удалялись, а из оставшейся части, там где происходит изменение коэффициента поглощения по диаметру кристалла были приготовлены образцы мягких диафрагм.SrF 2 —Nd 3+ crystals were grown by the Sockbarger method in vacuum in a graphite crucible in the form of a cylinder with a diameter of 1 mm and a length of 100 mm. The concentration of Nd 3+ ions in the charge was 0.5-2.0 wt.%. Additive dyeing was carried out in an autoclave from which air was previously pumped out to a pressure (3-4) . 10 -2 mm RT. Art. in vapors of calcium metal at a temperature of 900-1000 о for 1.5-2.5 hours. After quenching, the end parts of the crystals were removed, and samples of soft diaphragms were prepared from the remaining part, where the absorption coefficient changes in diameter of the crystal.
Концентрация ионов Nd2+ в аддитивно окрашенных кристаллах SrF2 определялась по формуле
N = K/ σ , где К - коэффициент поглощения в максимуме полосы, σ - сечение поглощения.The concentration of Nd 2+ ions in additively colored SrF 2 crystals was determined by the formula
N = K / σ, where K is the absorption coefficient at the maximum of the band, σ is the absorption cross section.
Значение σ для Nd2+ в SrF2 равно 3,3 х x10-18 см2. Значение коэффициентов К колебалось в пределах от 0,2- до 0,6 см-1 в зависимости от концентрации ионов Nd3+ в шихте.The value of σ for Nd 2+ in SrF 2 is 3.3 x 10 −18 cm 2 . The value of the coefficients K ranged from 0.2 to 0.6 cm -1 depending on the concentration of Nd 3+ ions in the charge.
Первоначально были окрашены кристаллы SrF2 c концентрацией ионов Nd3+ в шихте 0,3 мас.% при температуре 850оС в течении 5 ч. Было обнаружено, что кристаллы SrF2-Nd3+ окрасились равномерно по всей глубине. Значение коэффициента поглощения оказалось равным 0,1 см-1. Концентрация ионов Nd2+ составила 0,3 х 1017 см-3.Initially were colored crystals SrF 2 c Nd 3+ ions concentration in the mixture of 0.3 wt.% At 850 ° C for 5 hours. It was found that crystals SrF 2 -Nd 3+ stained uniformly over the entire depth. The absorption coefficient turned out to be 0.1 cm -1 . The concentration of Nd 2+ ions was 0.3 x 10 17 cm -3 .
Затем были окрашены кристаллы SrF2-Nd3+ (0,5 мас.%), температура была увеличена до 900оС, время окрашивания составило 2,5 ч. Из этих кристаллов нам удалось приготовить мягкие диафрагмы, профиль коэффициента пропускания которых приведен на фиг. 6. Следует отметить, что цвет диафрагмы меняется при этом от красно-коричневого на краях до бледно-желтого в центре. Т.е. резкий переход отсутствовал. В непрозрачной части был измерен коэффициент поглощения и определено значение концентрации ионов Nd2+. Эти значения равны 0,2 см-1 и 0,61.1017 см-3 соответственно. Значение контраста было равным ≈ 680. Дальнейшее увеличение температуры и времени прогрева приводит к тому, что образцы приобретают темно-коричневую окраску по всей глубине кристалла. Следовательно, нижний предел по концентрации Nd2+ в SrF2 равен 0,61 х 10-17 см-3, по температуре - 900оС.The crystals SrF 2 -Nd 3+ (0,5 wt.%) Were stained, the temperature was increased to 900 ° C, dyeing time was 2.5 hours. We were able to prepare a soft diaphragm, the transmittance profile of which is shown from these crystals FIG. 6. It should be noted that the color of the diaphragm changes from red-brown at the edges to pale yellow in the center. Those. abrupt transition was absent. In the opaque part, the absorption coefficient was measured and the concentration of Nd 2+ ions was determined. These values are 0.2 cm -1 and 0.61 . 10 17 cm -3, respectively. The contrast value was ≈ 680. A further increase in temperature and heating time leads to the fact that the samples acquire a dark brown color throughout the depth of the crystal. Therefore, the lower limit for the concentration of Nd 2+ in SrF 2 is 0.61 x 10 -17 cm -3 , and for temperature - 900 о С.
При аддитивном окрашивании кристаллов SrF2-Nd3+ (1,0 мас.%) температура и время прогрева составили 900оС и 2 ч. У мягких диафрагм приготовленных из этих образцов наблюдают более резкий переход от поглощающего слоя к центру диафрагмы. Значение контраста было равно 960. При температуре 950оС и времени значения контраста было равным 960. Коэффициент поглощения оказался равным 0,4 см-1, а концентрация Nd2+ - 0,12 x 1018 см-3.When the additive coloration crystals SrF 2 -Nd 3+ (1,0 wt.%), The temperature and warming time amounted to 900 ° C and 2 hours. In soft diaphragms prepared from these samples is observed more abrupt transition from the absorbing layer to the center of the diaphragm. The contrast value was equal to 960. At a temperature of 950 C and a time of the contrast value was equal to 960. The absorption coefficient was found to be 0.4 cm -1, and the concentration Nd 2+ - 0,12 x 10 18 cm -3.
При температуре 950оС и времени прогрева 2 ч значение контраста удалось поднять до 1000, коэффициент поглощения в непрозрачной части остался практически без изменений. Это говорит о том, что практически все ионы Nd3+ в этом случае переходят в двухвалентное состояние. На фиг. 7 и 8 приведены профиль коэффициента пропускания и распределения яркости в лазерном пучке за диафрагмой.At a temperature of 950 ° C and warming up time of 2 hours, the contrast could be raised to 1000, the absorption coefficient in the opaque portion has remained practically unchanged. This suggests that almost all Nd 3+ ions in this case pass into the divalent state. In FIG. Figures 7 and 8 show the profile of the transmittance and brightness distribution in the laser beam behind the diaphragm.
Для кристаллов SrF2-Nd3+ (2,0 мас.%) температура прогрева составила также 950оС, время прогрева - 1,5 ч. У мягких диафрагм, приготовленных из этих кристаллов было обнаружено уменьшение контраста до 900. Коэффициент поглощения был равен 0,6 см-1, концентрация Nd2+ 0,18 х x1018 см-3. Дальнейшее варьирование температуры и времени прогрева не привело к существенному изменению контраста. При температуре свыше 1000оС образцы приобретают почти черную окраску по всей глубине. Дальнейшее увеличение концентрации ионов Nd2+ до 0,4 х 1018 см-3 приводит к аналогичному результату. Следовательно, верхний предел по концентрации ионов Nd2+ составляет 0,18 . 1018 см-3.For crystals SrF 2 -Nd 3+ (2,0% wt.) And the preheating temperature was 950 ° C, warm-up time -. 1.5 h Y soft diaphragms prepared from these crystals were found to decrease the contrast was 900. The absorption coefficient equal to 0.6 cm -1 , the concentration of Nd 2+ 0.18 x 10 18 cm -3 . Further variation in temperature and warm-up time did not lead to a significant change in contrast. At temperatures above 1000 ° C, the samples become almost black color throughout the depth. A further increase in the concentration of Nd 2+ ions to 0.4 x 10 18 cm -3 leads to a similar result. Therefore, the upper limit on the concentration of Nd 2+ ions is 0.18 . 10 18 cm -3 .
Использование предлагаемого материала для аподизирующей диафрагмы и способа его изготовления позволяет по сравнению с существующим получить:
- высокий контраcт на длине волны излучения 1,34 мкм, возможность использования более широкого интервала температур при аддитивном восстановлении ионов Nd3+ с целью получения диафрагм с различным профилем пропускания;
- аподизирующие диафрагмы с резко улучшенными эксплуатационными характеристиками: более высокая механическая прочность (4 по шкале Маоса), нерастворимость в воде (6 . 10-5 на 100 г Н2О при 291 К), почти гауссов профиль коэффициента пропускания на длине волны 1,34 мкм.Using the proposed material for the apodizing diaphragm and the method of its manufacture allows, in comparison with the existing one, to obtain:
- high contrast at a radiation wavelength of 1.34 μm, the possibility of using a wider temperature range for additive reduction of Nd 3+ ions in order to obtain diaphragms with different transmittance profiles;
- apodizing aperture to dramatically improved performance characteristics: a high mechanical strength (4 IAOS scale), water insolubility (6 10 -5 100 g of H 2 O at 291 K.), Nearly Gaussian profile transmittance at the
Благодаря более высоким эксплуатационным характеристикам увеличивается надежность и долговечность аподизирующих элементов мощных лазеров, а значит и надежность и долговечность целиком всей лазерной системы. Thanks to higher operational characteristics, the reliability and durability of the apodizing elements of high-power lasers increase, which means the reliability and durability of the entire laser system.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4875867 RU2032193C1 (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Material of aposidic diaphragm and process of its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4875867 RU2032193C1 (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Material of aposidic diaphragm and process of its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2032193C1 true RU2032193C1 (en) | 1995-03-27 |
Family
ID=21541479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4875867 RU2032193C1 (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Material of aposidic diaphragm and process of its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2032193C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2163386C2 (en) * | 1999-03-19 | 2001-02-20 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Soft diaphragm for lasers |
-
1990
- 1990-10-23 RU SU4875867 patent/RU2032193C1/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 991841, кл. G 02B 5/22, 1982. * |
| Баланова Н.О. и др. Дифракция и самофокусировка излучения в усилителе мощных световых импульсов. - Квантовая электроника, 1974, N 1, с.2450-2458. * |
| Горшков Б.П. и др. Анодизирующие диафрагмы на основе наведенного поглощения с большим диаметром светового пучка и их исследование в мощных лазерных установках с длиной волны 1,06 мкм. - Квантовая электроника, 1984, 12, N 7, с.1453-1459. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2163386C2 (en) * | 1999-03-19 | 2001-02-20 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Soft diaphragm for lasers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Burshtein et al. | Excited-state absorption studies of Cr/sup 4+/ions in several garnet host crystals | |
| Gordon et al. | Structure sensitivity of the x-ray coloration of NaCl crystals | |
| Nadeau | Hardening of Potassium Chloride by Color Centers | |
| Ausin et al. | Thermoluminescence and F-centre thermal annealing in heavily irradiated KCl and NaCl crystals | |
| EP0324017B1 (en) | Solid state laser q-switch having radial color center distribution | |
| DE69107777T2 (en) | Laser with mixed yttrium and lanthanide silicate single crystals. | |
| RU2032193C1 (en) | Material of aposidic diaphragm and process of its manufacture | |
| Clarke | Irradiation damage in single crystals of magnesium oxide | |
| Schneider et al. | Photodynamics and stability of laser active (F+ 2) A centers | |
| Angert et al. | Influence of color centers on the optical properties of KTP crystals and on the efficiency of the laser radiation frequency conversion in these crystals | |
| Thevenard | Colloid absorption bands associated with implanted alkali ions in MgO single crystals | |
| Borshch et al. | Nature of the nonlinearity that leads to self-action of laser radiation in semiconductors of the A2BS group | |
| Halperin et al. | Effect of Thermal Pretreatment on the Thermoluminescence of KCl Crystals | |
| US4017164A (en) | High power laser apodizer | |
| JPS5763625A (en) | Heat treatment device for surface using laser | |
| Moser | Equilibrium Properties of Solid Solutions of Copper Ions in Large AgCl Crystals | |
| Schneider | Formation of charged N 1 centers in KCl and KBr | |
| RU2095835C1 (en) | Process of manufacture of uv filters | |
| Bagdasarov et al. | Optical strength of YAG and LiNbO3 crystals irradiated withgiant pulses from a YAG: Er3+ laser (λ= 2.94 μ) | |
| Tsuboi | Trapping of electrons in electrolytically colored NaCl: Cu+ crystals | |
| Schneider | On the formation of F-aggregate centers in KC1 | |
| Bernhardt | The structure of coloration centres in Y3Al5O12 crystals after X‐ray irradiation at room temperature | |
| JPS59112617A (en) | Laser annealing method for semiconductor device | |
| Ursu et al. | Energy plasma-target coupling in the case a periodical structure is formed within the irradiation spot as an effect of powerful laser irradiation | |
| RU1528278C (en) | Laser substance for active element and passive gates |