close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12768

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.12.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 03C 3/12
СТЕКЛО
(21) Номер заявки: a 20081418
(22) 2008.11.11
(71) Заявители: Государственное научное учреждение "Институт физики
имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси" (BY);
Государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования "Российский
химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева" (RU)
(72) Авторы: Малашкевич Георгий Ефимович (BY); Сигаев Владимир Николаевич (RU); Саркисов Павел
Джибраелович (RU); Голубев Никита Владиславович (RU); Савинков Виталий Иванович (RU)
BY 12768 C1 2009.12.30
BY (11) 12768
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатели: Государственное
научное учреждение "Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси" (BY);
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева" (RU)
(56) US 2007/0158317 A1.
EP 0957069 A2, 1999.
JP 09-156951 A, 1997.
JP 2000-063145 A.
JP 08-081237 A, 1996.
JP 06-282033 A, 1994.
US 3946128, 1976.
(57)
Стекло, содержащее B2O3, Al2O3 и Sm2O3, отличающееся тем, что дополнительно содержит GeO2 при следующем соотношении компонентов, мол. %:
B2O3
15-29
Al2O3
1-5
Sm2O3 10-25
GeO2
45-70.
Изобретение относится к оптическим материалам, в частности к составам оптических
стекол, которые могут использоваться в качестве светофильтров, вставляемых в квантрон
параллельно активному элементу для подавления паразитных мод моноимпульсных неодимовых лазеров при λ ≈ 1,06 и 1,34 мкм. Могут эти стекла использоваться и в защитных
очках, отсекающих лазерное излучение на указанных длинах волн.
Известно стекло состава, мас. %: 14-52 - SiO2, 20-38 - Al2O3, 10-59 - Sm2O3 [патент
СССР 1334624 Аl, 1987].
Недостатком известного стекла является высокая температура и большая длительность
синтеза в окислительных условиях (T ≈ 2000 °С, t = 4-6 ч), что ведет к высоким энергозатратам и невозможности использования при синтезе тиглей.
Известно люминесцирующее гельное кварцевое стекло состава, мас. %: 0,05-1,0 - Sm2O3,
0,001-0,010 - ОН−, остальное - SiO2 [патент РБ 5391, 1997].
Недостатком известного стекла является невысокое значение линейного коэффициента
поглощения света при λ ≈ 1,06 и 1,34 мкм - k < 1 см-1, что не позволяет использовать его в
BY 12768 C1 2009.12.30
качестве светофильтра, подавляющего паразитные моды моноимпульсных неодимовых
лазеров, а также в защитных очках.
Наиболее близким к заявляемому стеклу по технической сущности является стекло состава, мас. %: 40-70 - SiO2, 6-25 - Аl2О3, 5-20 - В2О3, 0-5 - MgO, 0-15 - CaO, 0-10 - SrO,
0-30 - ВаО, 0-10 - ZnO, 0-3 - TiO2, 0-2 - CeO2, 0-1 - MoO3, 0-2 - Yb2O3, 0,001-5 - Sm2O3
[US 2007158317 (А1), МПК В 23К 26/00, В 23К 26/38, 2007].
Основным недостатком прототипа является относительно низкая концентрация Sm2O3
и соответственно невысокое значение линейного коэффициента поглощения света k ~ 7 и
6 см-1 при λ ≈ 1,06 и 1,34 мкм. Это не позволяет использовать достаточно тонкие, а значит
и эффективно охлаждаемые светофильтры (их нагрев в процессе работы лазера обусловлен
поглощением излучения ламп накачки и суперлюминесценции активного элемента), что в
свою очередь накладывает ограничение на частоту повторения импульсов генерации из-за
растрескивания светофильтра. Нельзя его использовать и в защитных очках из-за неполного
поглощения лазерного излучения при обычно применяемых толщинах стекла ~ 2 мм.
Задачей предполагаемого изобретения является создание стекла со значением линейного коэффициента поглощения света ~ 30 см-1 при λ ≈ 1,06 и 1,34 мкм при сохранении высокого светопропускания в области полос поглощения ионов Nd3 +. Это позволит, с одной
стороны, снизить толщину изготавливаемого из такого стекла светофильтра и повысить
эффективность его охлаждения в квантроне, а значит, увеличить частоту вспышек лампы
накачки и следования моноимпульсов генерации неодимовых лазеров при сохранении высокого коэффициента полезного действия за счет эффективного подавления паразитных
мод при λ ≈ 1,06 и 1,34 мкм. С другой стороны, обеспечит практически полную отсечку
лазерного излучения при использовании в защитных очках.
Для решения поставленной задачи стекло, содержащее В2О3, Аl2О3 и Sm2О3, дополнительно содержит GeO2 при следующем соотношении компонентов, мол. %: 15-29 - В2O3,
1-5 - Аl2O3, 10-25 - Sm2O3, 45-70 - GeO2.
Стекло получали плавлением шихты в платиновом тигле при температуре 1450 °С, после отливки стекло охлаждали между двумя стальными листами.
Уменьшение концентрации Sm2О3 ниже заявляемой нецелесообразно из-за снижения
величины линейного коэффициента поглощения света при λ ≈ 1,06 и 1,34 мкм; увеличение
концентрации Sm2О3 сверх заявляемой нецелесообразно из-за ухудшения оптического качества стекла по причине появления кристаллизации. Введение В2О3 используется для повышения растворимости редкоземельных оксидов, а введение Аl2О3 - для снижения
кристаллизационной способности стекол; изменение концентрации этих ингредиентов
слабо влияет на величину линейного коэффициента поглощения света при указанных
длинах волн.
Составы заявляемого стекла и значения линейного коэффициента поглощения света k
при λ ≈ 1,06 и 1,34 мкм сведены в таблицу. Здесь же приведены значения k для прототипа
с максимальной концентрацией Sm2О3.
Состав, мол. %
№ образца
1
2
3
GeO2
70
53
45
В2O3
15
22
29
Прототип
Аl2O3
5
5
1
Sm2O3
10
20
25
k
k
при λ = 1,06 мкм, при λ = 1,34 мкм,
см-1
см-1
14
13
28
26
35
33
7
6
На фигуре изображен спектр поглощения заявляемого стекла для образца 3.
2
BY 12768 C1 2009.12.30
Видно, что заявляемое стекло прозрачно в области основных полос поглощения ионов
Nd3 + (при λ ≈ 530, 580, 740, 805 и 880 нм) и приблизительно в 5 раз превосходит прототип
по значению линейного коэффициента поглощения света при λ ≈ 1,06 и 1,34 мкм.
Это обеспечивает ему преимущество при использовании в частотных неодимовых моноимпульсных лазерах в качестве светофильтра, вставляемого в квантрон параллельно активному элементу для подавления развивающихся перпендикулярно оси этого элемента
паразитных мод при λ ≈ 1,06 и 1,34 мкм. Пригодно оно также для изготовления очковых
стекол, защищающих глаза от лазерного излучения с указанными длинами волн, поскольку при обычно используемой толщине таких стекол в 2 мм и максимальной концентрации
Sm2О3 они обеспечат приблизительно 1000-кратное ослабление этого излучения.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
113 Кб
Теги
by12768, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа