Научные разработки РХТУ им. Д. И. Менделеева

1. Новые материалы для современных отраслей промышленности

ЛАЗЕРНОЕ ФОСФАТНОЕ СТЕКЛО, АКТИВИРОВАННОЕ ИОНАМИ Nd3+

Область применения и назначение: Предназначено для использования в качестве активных элементов лазеров, работающих в условиях высокой средней мощности излучения.

Краткое описание и основные технические характеристики: Характеризующееся минимальным концентрационным тушением люминесценции (максимально высоким квантовым выходом люминесценции) при заданной концентрации ионов активатора, пониженным значением нелинейного показателя преломления n2, улучшенными термооптическими характеристиками и низкой склонностью к кристаллизации, позволяющей получать крупногабаритные заготовки традиционными методами.

Лазерное фосфатное стекло   Лазерное фосфатное стекло

Преимущества (по сравнению с российскими и зарубежными аналогами):

Наименование параметра

Значение параметров для стекла марок

лазерное стекло РХТУ

ГЛС22

ЛС32

ГЛС34

КГСС 0180/35

LG-750 «SCHOTT»

LHG-5 «HOYA»

Число ионов Nd3+ в 1см3 стекла N·10-20, см-3

3.074

2,00

2.00

5.60

3.5

3.5

3.174

Сечение вынужденных переходов (1020, см2)

3.5

3,2

3.2

3.2

3.6

3.7

3.9

Излучательное время жизни τ0, мкс

397

400

402

450

360

356

-

Время затухания люминесценции τ, мкс

295

300

270

180

300

278

290

Ширина полосы люминесценции, нм

27

28,6

27

27

27

26

18.6

Длина волны излучения, нм

1054

1055

1060

1060

1053

1053.7

1056

Коэффициент поглощения для λ=1053нм (см-1)

0.00094

0.0015

0.0015

0.0015

0.0015

≤0.0015

0.001

Показатель преломления, ne

1.5291

1.596

1.595

1.595

1.532

nd = 1.526

nd = 1.540

Коэффициент дисперсии, VD

65.84

59.3

56.9

-

-

68.20

63.49

Нелинейный коэффициент показателя преломления  n2·10-13, см22

1.084

1.65

1.75

-

1.1

1.08

1.25

Температурный коэффициент изменения показателя преломления dn/dt (10-6/ °C) (20-40°C)

-6.0

-5,7

-

-

-

-5.1

-

Температура трансформации или верхняя температура отжига  Tg (°C)

486.6

490

490

495

460

450

486

ТКЛР α·107/ °C (20-120°C),

107

106

103

103

116
α20-40

130.1
α20-300

98
α100-300

Плотность ρ, г/cм3

2.7876

3,52

3,38

3.39

2.83

2.830

2.68

Показатель поглощения а586,мм-1

0,326

0,260

0.260

0.770

0.424

0.392

-

Совокупность спектрально-люминесцентных (лазерных) параметров стекла: высокое значение времени затухания люминесценции τ, сечения вынужденных лазерных переходов, большой квантовый выход люминесценции при узкой ширине полосы люминесценции свидетельствуют о том, что разработанное стекло является перспективным материалом для использования в качестве оптических квантовых генераторов лазерных устройств с высокой и средней мощностью излучения. Эти преимущества стекла дополняются его термооптическими характеристиками: минимальными из достигнутых до настоящего времени значениями нелинейного показателя преломления n2 и низкими значениями температурного коэффициента изменения показателя преломления dn/dt (-6·10-6 1/ °C в интервале 20-40°C). Достигнутые значения n2 и dn/dt позволяют минимизировать искажения световой волны при нагревании активного элемента в условиях высоких значений мощности излучения.

Степень освоения: технология, опытный образец.

Правовая защита: Патент РФ №2426701 (П.Д.Саркисов, В.Н.Сигаев, Н.В.Голубев, В.И. Савинков. "Оптическое фосфатное стекло"). Разработано совместно с ООО «Электростекло».

Форма сотрудничества: любая.

Разработчик(и): Сигаев Владимир Николаевич, профессор, зам. руководителя Международной лаборатории функциональных материалов на основе стекла РХТУ им. Д.И. Менделеева.

Телефон: (495) 496-92-66.

E-mail: vlad.sigaev@gmail.com.

Интернет-сайт: http://www.muctr.ru/univsubs/scidept/intlab/.