Активный материал для оптических квантовых генераторов и оптических квантовых усилителей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

238026

Союз Советскик

Фоциалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Ь;.— 2 il о, 53/00

Заявлено 26.Xl.1966 (№ 1114343/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

:,1П1х Н 03Ь

Приоритет

Комитет по делам изобретений и аткрыти11 при Совете Министров

СССР

УД К 621.375.8:621.3. .032.35 (088.8) Опубликовано 20.11.1969. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 9Х11.1969

Авторы И. М. Бужинский, М. Е. )Каботинский, Ю. П. Рудницкий, В. В. ILl,àïêèí, изобретения И. В. Цапкина и Г. В. Эллерт

Институт радиотехники и электроники АН СССР

Заявитель

АКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ КВАНТОВЫХ

ГЕНЕРАТОРОВ И ОПТИЧЕСКИХ КВАНТОВЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ или их комимеет следу10

Окись алюминия может быть заменена эквивалснтнымн доба вкаMè:

0,5 — 20% AlF или

0,5 — 20% МС1з.

20 Предложенный актив ный материал, который является модификацией фосфатного стекла, отличается тем, что в нем конфигурация блнжайшсго окр жения ионов редких земель более однородна, чем в силикатных стеклах, а

25 преобладающий ковалентный характер связей

«бусловливает малые локальные кристаллические поля. Вследствие этого неоднородное ушнрсние люминесценции в .ННх значительно

hatt.ttt tttc. Сущсстве1шо, гго в предлагаемых

30 "TLIRT,t3X Ctt 1hHhIC 1 ОВапептНЫС CBB3)t 31Lrli:!

Известны марки силикатных стекол ЛГС и

КГСС, активированных |неодимом, используемых в качествс активного материала для оптических квантовых генераторов (ОКГ). Однако высокая температура выварки силикатных стекол сообщает им свойства, приводящие к ограничению допустимых оптических нагрузок. Предполагается, что это ограничение обусловлено как хрупкостью самого стекла. так и коллоидальными частицами платины, входящими в стекло при его выварке. Трудности очистки кварцевого сырья от следов железа приводят к ухудшению оптических качеств стекла Н01, действием интенсивного света на.качки. Это вызывает умсньшение 1выходной энергии и .мощности,в процессе работы в режиме генерации и усиления.

В силикатных стеклах сильно варьирует конфигурация ближайшего окружения ионов нсодима. Это приводит к значительному неоднородному уширени1о линий сноминесценции (полуширина полосы люминесценции г1з на

1,06 икм 220 — 300 с.1т 1), отрицательно влияющему на генерационные и усилите ILHblã характеристики стекла.

Чтобы снизить порог генерации и увслич11ть .предельно допустимые плотности энергии, предлагают в состав материала ввести одitî из

coezHttettttt урана, марганца, хрома, меди, серебра, алюминия, цинка, олова бинацию.

Активный материал для ОКГ ющий cîoñLòTàBâH, /0.

РвО,;

11зО

NaO

U редкоземельные элементы

Мп

Cr

Сц

Ао

Аl Оз

30 — 90

2 — 40

2 — 40

0 — !О

1 — 10

0 — 5

0 — 5

0 — 5

0 — 5

0,5 — 20

238026

А1рз л!,03 SIlu?

1 ! !!

Na?O Ll Mn !

Окислы редких земель (Сг

Р 0„11?О

Сп

38,5

30

0,5! !

4 (42

3

1 (3

1 ! !

1

1 !

1! (2

38

10

10! 5

31

25

12!

11 (14

10

20

35

17! !

/ ! ! !

14

51

20!

0,5 !

8 !! ! !

7 ! ! ! (!

55,5

Предмет изобретения

Редактор T. Ларина

Техред Л. Я. Левина

Корректор Н. В. Дятлова

Заказ I436j8 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 анц!знныз1 1 комплексами. Окружа1ощизlи лlоминесцентные цcH TDbl, обеспечивают эффективный обмен энергией между этими центрами, 1то призо lll-. к <; однородности» полос люмин cUcllllèll:I способствует сужению спектра генерации и более эффективному использова11и1о энергии в режиме усиления.

В описываемом активном материале легко растворяются окислы редких земель, переходных металлов, а также уранила, причем ионы этих элементов оказываются,в весьма единообразном октаэдрическом окружении ионов кислорода,:принадлежащисх к жестким фосфатцым тетраэдрам. 3Т0 подтверждается ма .> лой полушприной (110 — 150 А) линии люминесценции неодима 1,06 мкм и значительным сужением elo !спектральных линий при охлаждении. Фосфатные тетраэдры в предложенном веществе образуют проч!ные и сра!внительно дли!нные полимерные цепи,,в которых вследствие большого удельного веса л-связей (0,3—

0,5JT-ñâÿçè на ст-связь1 возможно сопряжение

1. Активный материал для оптических квантовых гвнератор!ов и оптических к!вантовых усилителей !на основе окислов, фосфора, окислов щелочных металлов и соединвний редкоземельных элементо!в, отличающийся тем, что, с целью снижения порога генерации и увелисв11зей. T. e. 1астпчная коллен"1 цнпзация эле!стронов в пределах полимерной цепи.

Такис цепи, сшитые редкоземет1ьцым!1 ионами при комплексообразозации в процессе сиц5 теза вещества. обеспечива1от эф1рективнтю передачу возбуждения между активными центрами, ?то приводит к быстрой передаче энергии внутри неоднородно уширенной линии люминесценции, а следовательно, к указанному

10 выше сужению спектра генерации ц полному использованию энергии люминесцентных ионов в режиме усиления. Это подтверждается комплексом люминесцентных. вискозиме грических и других исследований. Оценки, основан15 ные на результатах соответствующих измерений, показывают, что в полимерную фосфатную молекулу в предлагаемом активном материале входит на порядок больше ионов-активаторов, чем в аналогичных структурах в си20 лпкатных стеклах, Некоторые данные о составе синтезирован-! ных люминофоров приведены в нижеследующей таблице. чения гредельно допустимых плотностей энергии, в его состав введено одно из соединений урана, марганца, хрома, меди, серебра, алю55 миния, цинка, олова или их комбинация .

2. Материал Ilо п. 1, отличающийся тем, что суммарное содержание добавок составляет не более 25%.