Генерационная эффективность и фотостабильность полимерных элементов, активированных красителем, при лазерном возбуждении

Шапошников Александр Алексеевич
Томский государственный университет

Научный руководитель: Копылова Татьяна Николаевна, Доктор физ.-мат наук, профессор

Разработка и создание новых активных сред для перестраиваемых лазеров - это одно из актуальных направлений исследований в лазерной физике. Главные требования, предъявляемые к таким средам - высокая эффективность преобразования излучения накачки и большой ресурс работы активного элемента лазера (высокая фотостабильность активной среды). Кроме того, необходимо, чтобы имеющиеся среды позволяли получать перестройку генерируемого излучения в широком диапазоне спектра. Таким требованиям удовлетворяют растворы сложных органических соединений (красителей). Однако такие лазерно-активные среды обладают некоторыми недостатками, связанными с неудобством в эксплуатации жидких растворов красителей. Альтернативой таким активным средам перестраиваемых лазеров служат твердотельные матрицы, активированные красителями. Такие вещества лишены всех неудобств, присущих жидким соединениям, однако, на данный момент уступают им по эффективности генерации и фотостабильности.

Целью данной работы является исследование генерационных характеристик и ресурса работы (фотостабильности) полимерных матриц с красителями для выявления причин деградации активной среды.

В эксперименте была применена поперечная схема накачки лазера на красителе (рис. 1). Источником накачки являлся XeCl*-лазер (l =308 нм; t имп=15 нс; Еимп.=40 мДж). Объекты исследования: феналемин-512, родамин-101, родамин-11Б и П-220 в модифицированном полиметилметакрилате.

 

 

Рис. 1. Схема экспериментальной установки. 1 - XeCl* лазер, 2 - ИМО-2Н, 3 - отклоняющая пластина, 4 - цилиндрическая линза, 5 - зеркало 100%, 6 - исследуемый образец, 7 - световод , 8 - спектрофлуориметр, 9 - компьютер.

Для указанных соединений получены зависимости КПД генерации лазера от вкачанной энергии, от плотности мощности возбуждающего излучения. Исследовалась динамика максимума спектров генерации красителей в зависимости от вкачанной энергии и от интенсивности излучения накачки. При облучении образцов наблюдался спад КПД преобразования. Одной из причин, приводящей к деградации активной среды, являются процессы фотораспада молекул красителя под действием излучения лазера накачки. Исследованные соединения показали высокий ресурс работы. Замечен эффект самовосстановления эффективности преобразования излучения накачки. Обсуждаются причины деградации активного элемента лазера на красителе и механизм самовосстановления эффективности преобразования излучения накачки.

(c) АСФ России, 2001