Создание твердотельных активных сред лазеров на основе органических и гибридных полимеров

• Автор: Солодова, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 109 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Глава Г Твердотельные активные среды лазеров на основе органических соединений. Литературный обзор
1.1 Твердотельные активные среды на основе полимеров
1.2 Твердотельные лазерные активные среды на основе гибридных полимеров
1.3 Синтез гибридных полимеров In Situ и их генерационные свойства
1.4 Генерационные свойства лазерных активных сред с полиэдральными олигомерными силсесквиоксанами
1.5 Генерация в полимерных пленках
Глава 2. Разработка и создание твердотельных активных сред на основе
гибридных полимеров
2.1 Выбор объектов исследования
2.2 Синтез гибридных полимеров на основе выбранных соединений..
2.3 Технология механической обработки твердотельных активных элементов на основе синтезированных полимерных композитов
Глава 3. Установление закономерностей изменения характеристик созданных твердотельных активных сред в зависимости от их состава и метода синтеза
3.1 Определение порога разрушения матриц не допированных красителями
3.2 Экспериментальной стенд для измерения спектральных и генерационных характеристик
3.3 Твердотельные активные среды на основе гибридных полимеров полученных методом In Situ
3.4 Твердотельные активные среды на основе сополимера ММА и 8 MMAPOSS
3.5 Твердотельные активные полимерные среды дотированные хроменом 3 и 13 (производные кумарина)
3.6 Исследование возможности создания фотовозбуждаемого
тонкопленочного лазера на основе органических полимеров
Заключение
Перечень сокращений
Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования
К настоящему времени в мире разработаны и созданы твердотельные активные среды перестраиваемых лазеров, эффективно излучающие в красном диапазоне спектра при накачке излучением второй гармоники УАО-Ш3+ лазера. Эффективность их преобразования, ресурс работы не уступают растворам [1 — 3].
Созданы лазеры на основе твердотельных активных сред с высоким качеством выходного излучения (узкой линией, малой расходимостью, высокой эффективностью преобразования). Использование таких генераторов в каскаде усилителей позволяет получать качественное излучение с высокой энергией в импульсе (до 200 мДж/имп) в видимом диапазоне спектра, которую затем можно преобразовать в УФ диапазон спектра и решить задачу дистанционного зондирования атмосферы [4].
Успех во многом был предопределен синтезом класса органических соединений (пиррометеновых красителей), исключительно эффективно излучающих во многих полимерах. Перспективным методом создания оптических материалов является также синтез органического полимера, допированного люминофорами в пористом неорганическом стекле [5-10]. Однако, технология создания таких материалов сложна, процесс их создания длителен.
В последние годы внимание исследователей привлекает проблема создания гибридных полимерных материалов для использования в качестве активных сред перестраиваемых лазеров [11-22]. Гибридные полимеры являются комбинацией органических и неорганических полимеров. В силу этого они сочетают в себе преимущества тех и других материалов: гибкость, высокую ударную вязкость, низкую плотность органического полимера и жесткость, твердость, термическую стабильность, высокую лучевую прочность

Третий класс соединений, изученных в растворе - хромены. Эти соединения излучают в диапазоне спектра, обуславливающем возможность использования его в фотодинамической терапии (608-610 нм), имеют достаточно высокую эффективность излучения в растворе (КПД достигает 40%). Генерация в твердотельных средах, допированных хроменами, получена впервые в нашей работе.
2.2 Синтез гибридных полимеров на основе выбранных соединений
В основу методов синтеза твердотельных активных сред на основе органических соединений положены методы синтеза гибридных полимеров разработанных в группе A. Costela [11- 18]. Однако нами в них внесены изменения, позволяющие значительно улучшить характеристики активных сред (защищенно «ноу-хау»). Использовался метод блочной радикальной полимеризации мономеров (ММА и ТЕМА) с применением инициатора этой реакции АИБН. Для создания гибридных полимеров использовался метод синтеза in situ с тетраэтоксисиланом (TEOS ) [1, 73, 117], а также метод синтеза с использованием полифункционального POSS [14, 15, 78]. Последний метод является более перспективным в силу своей простоты и сокращения времени синтеза. Люминофоры (родамин 6Ж, пиррометен 567), мономеры и инициатор радикальной полимеризации использовались фирмы «Aldrich». Синтез хроменов был проведен в НИОПИК и защищен патентом [118] соавторами нашей работы [25].
Синтез органических и гибридных полимеров
Специфической особенностью полимеров является то, что их оптические свойства сильно зависят от наличия в исходных мономерах примесей и загрязнений. Поэтому очистка мономеров и всех исходных веществ перед синтезом - ключевой момент в создании оптических материалов. Прежде чем приступить к синтезу, надо выполнить следующие операции. Вся стеклянная