Твердотельные активные среды для перестраиваемых лазеров на основе активированных красителями полиуретанов

Предмет и цель работы. Статья посвящена краткому обзору основных результатов цикла исследований, направленных на разработку твердотельных активных сред на основе активированных красителями полиуретановых компаундов. Конечной целью этих исследований являлось создание твердотельных активных элементов, позволяющих реализовать широкодиапазонный твердотельный лазер на красителях (ТЛК), генерирующий перестраиваемое по частоте излучение с микросекундной длительностью импульсов.

Методы и методология работы. Поставленная задача решалась преимущественно экспериментальными методами. Исследования включали в себя полный цикл работ – от изготовления образцов твердотельных активных сред до изучения генерационных характеристик созданных активных элементов.

Результаты работы. В ходе выполнения работы созданы лазерно-активные среды на основе промышленных полиуретанов разных марок, активированных красителями Родамин 6G, Сульфородамин 101, Оксазин 17 и Оксазин 1, и исследованы их спектрально-люминесцентные характеристики. Изготовлены экспериментальные образцы лазерных матриц. Изучены оптические качества созданных сред и определено влияние методики изготовления образцов на характер возможных искажений их оптической однородности. Изучена генерационная способность полиуретановых матриц. При поперечном монохроматическом возбуждении получена лазерная генерация на полиуретановых матрицах с эффективностью от 12 до 26 % и энергией от 23 до 127 мДж. Исследованы лучевая стойкость и возможный ресурс работы полиуретановых сред. Изучены термооптические свойства полиуретановых активных сред и их влияние на направленность излучения ТЛК. Обнаружен эффект наведенного двулучепреломления, возникающий в условиях несимметричной накачки микросекундной длительности. Установлено, что в таких условиях полиуретановые активные элементы генерируют поляризованное излучение даже при возбуждении неполяризованным светом. Исследованы возможности сужения и перестройки спектра генерации полиуретановых матриц в дисперсионных резонаторах с угловым и амплитудным типами селекции. Создан и испытан лабораторный макет перестраиваемого ТЛК со сменными полиуретановыми лазерными элементами, генерирующий импульсное излучение микросекундной длительности в спектральном диапазоне 565...700 нм.

Заключение. Результаты проведенных исследований позволяют сделать вывод, что промышленные полиуретановые компаунды могут быть успешно использованы в качестве твердых сред для активных элементов ТЛК.