DE2033137A1 - Glaslasermaterialien. Anrrr Asahi Glass Co. Ltd., Tokio - Google Patents
Glaslasermaterialien. Anrrr Asahi Glass Co. Ltd., TokioInfo
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Description
i ^^ys.Gsrhard Lied! 8 München 22 Steinsdorfstr.21-22 Tel.-29-8462
B 4735
GLASS CO., LTD.
No« 1-2, Marunouchi 2-ehome, Chiyoda-ku, Tokyo, JAPAN
No« 1-2, Marunouchi 2-ehome, Chiyoda-ku, Tokyo, JAPAN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Silikatglas, insbesondere zur
Verwendung als Glaslasermaterial, welches ein dreiwertiges Neodymlon als Aktivierungsmittel enthält.
Verwendung als Glaslasermaterial, welches ein dreiwertiges Neodymlon als Aktivierungsmittel enthält.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein derartiges Silikatgias,
welches bestimmte Bestandteile enthält um die Verschlechterun* gen in der Laserleistung des Glases zu verhindern, welche durch
Solarisation entstehen.
Solarisation entstehen.
Dr.D/Br.
009887/1823
Nepdymdotierte Glaslaser stellen bekannter Weise hervorragende
Festkörperlaser dar, da diese bei Zimmertemperatur mit einer niedrigen Energieschwelle sogar mit kontinuierlicher Emission
betrieben werden können.
Derartige Glaslaser sind billiger als die von Kristallen gebildeten
Laser wie beispielsweise die einen Rubin als Wiitekristall verwendenden
Laser. Sie weisen weiter den Vorteil auf, daß sie einfach in Form von langen Stäben hergestellt werden können.
Bisher wurden die neodymdotierten Glaslaser als Riesenimpulslaser verwendet, wobei hierbei eine immer höhere Ausgangsenergie gefordert
wird. Um eine/Ausgangsenergie zu liefern, wird eine hohe
Eingangsenergie benötigt, d.h. man muß den Laser mit einem sehr intensiven Blitzlicht, beispielsweise von einer Xenonblitzlichtlampe,
bestrahlen. Ein derartiges intensives Blitzlicht enthält einen großen
Anteil an ultravioletter Strahlung.
Ein im Ultravioletten bereits oft belichteter Glaslaserstab erleidet
eine Alterungserscheinung, welche als Solarisation bezeichnet wird und zu einer mehr oder weniger starken Bräunung des Stabes führt.
Diese Verfärbung des Glasstabes an seinem Rande erhöht notwendigerweise die Energieschwelle für die Eingangsenergie und bewirkt einen
Abfall der Aus gangsenergie des Lasers.
Bei der Hersteilung von Glas wurde bisher Antimonoxyd 23
üblicherweise zugegeben, um Blasen in dem Glas zu vermeiden. Man glaubte auch, daß bei Glaslasern diese Verbindung die Solarisation
in einem bestimmten Maße verhindern könne. Durchgeführte
4735 . ·
009887/1823
■-■S.
Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß die Hemmung des Solarisationselfekts
durch Sb0O0 lediglich im wesentlichen im sichtbaren
Bereich des Spektrums stattfindet, daß sie jedoch im Ultravioletten
praktisch unwirksam bleibt. Aber auch im sichtbaren Bereich läßt sich eine gewisse Reduktion der Durchlässigkeit des Glases aufgrund
der Solarisation nicht ganz vermeiden.
In einem neodymdotierten Glaslaser erfolgt die Hauptabsorption durch das Aktivierungsmittel Nd in der Nachbarschaft von 5800 A
Diese hauptsächliche. Absorption wird durch ein Anwachsen der Ab-. sorption im sichtbaren Spektralbereich des Glases selbst verdeckt,
was zu dem Ergebnis führt, daß die Wirksamkeit des Lasers nachläßt. Da darüberhinaus ungefähr 40% der für die Erregung von
3+
Nd verwendeten Energie aus Licht gewonnen wird, dessen Wellenlänge
kürzer als 4000 Ä ist, muß auch die Solarisation im Ultravioletten
verhindert werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neodymdotiertes
Glaslasermaterial in Vorschlag zu bringen, bei dem die Laserleistung aufgrund des Solarisationseffektes auch bei wiederholter Emission nicht nachläßt.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch ein Silikatglas, insbesondere zur Verwendung als Glaslasermaterial gelöst, welches ein
dreiwertiges Neodymion als Aktivierungsmittel enthält und gekennzeichnet ist durch einen Gehalt einer einen Gesamtanteil von 20 Gew.%
nicht übersteigenden Mischung aus 0,5 - 10 Gew.% Sb3O3 und wenigstens
einem Oxyd aus einer Gruppe von 4 - 15 Gew.% TiO„, 0,2 15
Gew.% MoO3, 0,2 - 15 Gew.% Nb2O5, 0,2- 15 Gew.% WO3,
4735
009887/1823 ' bad original '..'■■
O, 2 - 15 Gew. -% Bi0O. und 0,2 - 15 Gew. -% Ta0O,.
Ci O Ci O
Auf diese Weise erhält man ein neodym-dotiertes Material für Glaslaser
auf der Basis eines Silikatglases, dessen Bestandteile die Solarisation im ultravioletten und sichtbaren Bereich des Spektrums verhindern. Weitere
Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung und anhand der beiliegenden Zeichnung ersichtlich. Darin zeigen:
Fig. 1 mit 12 Kurven spektraler Durchlässigkeit vor und nach der
Bestrahlung von 12 Glasplattenmustern gemäß der Tabelle 1 von Beispiel 1, welche von einer Xenonblitzlichtlampe
belichtet wurden;
Fig. 13 mit 16 Schaubilder, in denen die Ausgangsenergien gegen die
Eingangsenergien vor und nach der Emission von aus
verschiedenen Glasproben gefertigten Glaslasern aufgetragen sind.
Als Ausgangsglas für neodym-dotiertesGlaslasermaterial wird Silikatglas
verwendet. Insbesondere verwendet man Natronkalkglas (Na0O-CaO-SiO0),
Δ
Δ
Barium 4vro η glas (K0O-BaO-SiO0) oder, .wenn ein einwertiges Metalloxyd,
ein zweiwertiges Metalloxyd und ein dreiwertiges Metalloxyd als R0O,
RO und RoOo jeweils bezeichnet sind, Silikatgläser, welche allgemein
mit den Formeln R0O-RO-SiO0 OdCrR0O-RO-R0O0-SiO0 bezeichnet wer-
Δ
Δ
Δ
Δ ο
Δ
den können. Bei der Zusammensetzung des Ausgangsglases kann R0O
Ci
durch die Verbindungen Li0O, Na0O und/oder durch K0O, sowie RO durch
Δ
Δ
Δ
die Verbindungen CaO, MgO, BaO und/oder SrO, sowie R0O9 durch die
Δ ο
Verbindungen Al0O- und/oder B0O- dargestellt werden.
Ct O
et ο
4735-Ft
009887/1823
Die Menge des zur Dotierung verwendeten Neodyms als Aktivierungsmittel beträgt bezogen auf das Ausgangsglas zwischen 0,25 und 8 Gew. -%
des Nd2O wobei die optimalen Werte zwischen 2 und 6 Gew. -% im Hinblick auf die gleichen Bezugsgrößen betragen.
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die bevorzugten und
besten Bereiche für die Zusammensetzung des Materials für
besten Bereiche für die Zusammensetzung des Materials für
einen Glaslaser gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die angegebenen
Werte Gew. -% sind. . -
Komponenten | Bevorzugter Bereich | Optimaler Bereich |
SiO2 | 50-75 | 55 - 70 |
R2O(Li2O, Na2O, | K2O) 5 -40 | 10-30 |
RO(CaO, MgO, BaO, SrO) | 0-25 | 5-20 |
A12°3 | 0-10 | 0-5 |
B2°3 | 0-10 | 0-5 |
Nd0O0 | 0,25-8 | 2-6 |
Wenn der Gehalt an SiO0 in dem Glas mehr als 75 Gew. -% beträgt, wird
die Viskosität des Glases für ein wirkungsvolles Schmelzen zu hoch. Liegt |
hingegen der Gehalt an SiO0 unterhalb von 50 Gew. -%, so wird hierdurch
das Glas in seiner chemischen Beständigkeit und seiner Fluoreszenzintensität vermindert und die Laserleistung wird aufgrund der verringerten
Lebensdauer für die Fluoreszenz vermindert.
Wenn der Anteil von R0O über 40 Gew. -% beträgt, weist das Glas eine
ungenügende chemische Beständigkeit auf und wird anfällig gegen ein Ent-
ungenügende chemische Beständigkeit auf und wird anfällig gegen ein Ent-
4735
009887/1823
glasen. Wenn der Gehalt an R0O im Glas weniger als 5 Gew. -% beträgt,
wächst die Viskosität der Glasschmelze an und die Lebensdauer bezüglich der Fluoreszenz im Glas wird verringert.
Die Anwesenheit von RO bewirkt sowohl eine Verbesserung in der chemi-
isjtik/ sehen Beständigkeit sowie in der Schmelzcharakter aes Glases, sie
führt jedoch dazu, daß es zu einem raschen Entglasen kommt, wenn der Anteil von RO mehr als 25 Gew. -% beträgt. Die Fluoreszenzintensität
und die Lebensdauer bezüglich der Fluoreszenz des Glases werden unter
derartigen Bedingungen ebenfalls verringert. .
Das Al0O oder B0O0 stellt einen wünschenswerten Zusatz dar, der je- Δ ο Δ ο
doch für keine der beiden Substanzen mehr als 10 Gew. -% betragen sollte,
da andernfalls die Lebensdauer für die Fluoreszenz des Glases ver ringert wird. . ' .
Um nun gemäß der vorliegenden Erfindung die Solarisation des Gläslasermateriales
mit der oben beschriebenen Zusammensetzung zu verhindern, wird Sb0O0 und wenigstens ein Oxyd aus einer Gruppe von TiO0, MoO0,
Δ ο
Δ
ο
Nb0O-., WO0, Bi0O und Ta0O1. zugegeben, wobei der Gesamtanteil die-
Δ Ό
ο
Δ ο
Δ O
ser Mischung 20 Gew. -% des Gesamtglases nicht überschreiten sollte.
Durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß die letztgenannte Gruppe,
der Oxyde für die Absorption von ultravioletten Strahlen mit relativen langen Wellenlängen geeignet sind, während Sb0O0 dies nicht ist. Dieser
Δ ο
Umstand wird durch Messungen der spektralen Durchlässigkeit von Glasproben
bestärkt, welche diese Oxyde enthalten. So liegt beispielsweise bei einer Spektraldurchlässigkeitskurv.e einer 3 Millimeter dicken Glasplatte,
welche 1 Gew. -% von Sb0O9 enthält, die Grenzwellenlänge der
Absorption, d.h. die Wellenlänge, unter der kein Licht mehr durchge-
4735
0098 87/182 3
lassen wird, 290 mμ , Bei den Glasproben, welche 5 Gew.-% von
TiO2 oder 5 Gew. -% von MoO enthalten, betrag
Wellenlänge der Absorption 319 ΐημ bzw. 336 πιμ
TiO0 oder 5 Gew. -% von MoO- enthalten, beträgt dagegen diese Grenz-
Bei der Anregung mittels Belichtung durch einen von einer Xenonblitzlichtlampe erzeugten Blitz absorbieren die Glaslaser, welche irgendwelche
der Oxyde von Ti, Mo, Nb, W, Bi und Ta enthalten, Licht von relativ großen Wellenlängen und verhindern die Bildung von Farbzentren
in dem Glas. Bei steigender"Eingangsenergie wächst jedoch nicht nur die von einer Lichtquelle, beispielsweise der Xenonblitzlichtlampe,
erzeugte ultraviolette Energie, es wird vielmehr die gesamte Strahlung in Richtung auf kürzere Wellenlängen verschoben. Durch diesen
starken Belichtungsanstieg im Ultravioletten wächst die Solärisation des
Glaslasers ganz erheblich an. Insbesondere die wiederholte Aussendung von Laserlicht mit einer hohen Eingangs energie führt unvermeidlich zu
einer Verminderung der Austrittsenergie des Lasers.
Aber .auch die konventionellen Glaslaser, welche lediglich die Oxyde von
Sb enthalten, werden von der Solarisation bei der Belichtung mit einer
Strahlung, deren Wellenlänge größer ist als die oben erwähnte Absorptionsgrenze, beeinträchtigt. Wenn daher der Glaslaser durch eine Xenonblitzlichtlampe
erregt wird, kommt es leicht zu einer Verschlechterung desselben. Es wurde jedoch gefunden, daß bei Verwendung des Oxydes von
Sb in einem Glas mit einem der Oxyde von Ti, Mo, Nb, W, Bi und Ta gemäß
der vorliegenden Erfindung der entstehende Glaslaser völlig oder nahezu völlig frei von Solarisation bei extrem hohen Eintrittsenergien ist.
Die Anwesenheit der beiden Oxyde führt demnach zu einem synergistischen
Effekt. ' . -
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Die in ein Glas zur Verhinderung der Solarisation bei Glaslasern eingefügten
Oxyde sollen im folgenden allgemein als "Solarisationshemmer" bezeichnet werden.
Die Bereiche, innerhalb derer die Solarisationshemmer verwendet wer-V
den können und die bevorzugten Verwendungsbereiche," wenn diese Ver-
if Wendung einzeln und unabhängig erfolgt, "sind aus der folgenden Tabelle
ersichtlich. Die angegebenen Werte stellen hierbei den Anteil an Gew. -%
dar.
Solarisationshemmer Möglicher Anwendungsbereich
Sb9O„ 0,5-10
Δ O
TiO0 4 - 15
MoO 0, 2 - 15
Nb0O. 0, 2 - 15
Δ D
WO„ 0, 2 - 15
Bi2O3 0,2-15
Ta0O. 0,2-15
Bevorzugter Anwen dungsbereich |
5-2 |
o, | - 10 |
4 | 5-10 |
o, | 5 τ 10 |
o, | - 10 |
1 | - 5 ' |
1 | - 10 |
1 |
Für die Verwendung der Solarisationshemmer ist nur insofern eine untere
Grenze angegeben, als die Wirkung derselben erst dann eintritt, wenn diese in einem Betrag verwendet werden, der über den angegebenen Grenzen
liegt. Die oberen Grenzen sind insofern angegeben, als bei einer Anwendung in stärkeren Mengen die Herstellung eines homogenen Glases schwierig
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- 9 -..■·■
wird und die Fluor eszenzintesität des fertigen Produktes zu gering wird,
um eine befriedigende Laserleistung zu erhalten. Aus den obengenannten
Gründen ist für die gemeinsame Verwendung der obengenannten Solarisationshemmer eine Grenze von 20 Gew. -%, bezogen auf die. Gesamtmenge
des Glases, angegeben, wobei bevorzugterweise der Wert von
10 Gew.-% nicht überschritten wird.
In diesem Zusammenhang sei auch darauf hingewiesen, daß die im folgenden
aufgeführten Bestandteile in einem Ausgangsglas für die Herstellung eines Glaslasers gemäß der vorliegenden Erfindung^^rcraPenthalten sein
sollen. Sosollen As0O0, Pr0O0, PbO, Ag0O, Yb0O0, S und I zusammen-
Ct O
Ct Q
Ct
Ct O
genommen in keinem größeren Anteil als 1 Gew.-% vorliegen, da sie
die Solarisation des Glases beschleunigen. Die Konzentration der Komponenten,
welche Absorptionen bei der Emissionswellenlänge (1,06 μ) des neodym-dotierten Glaslasers hervorrufen, wie beispielsweise CuO,
FeO, .Sm0O0, V0Op., UQ0USW., sollen einen Betrag von ungefähr
0,1 Gew. -% nicht überschreiten. Auch die Konzentration von Stoffen,
welche intensive Absorption im sichtbaren Bereich des Spektrums erzeugen,
wie beispielsweise Cr3O3, Co0O3, Ni2O3 und MnO«,sollten nur
unterhalb von 0,1 Gew. -% gehalten werden, da sie das Aktivierungsmittel
äes=4aia£i%s@¥&==a%s Nd + des Glaslasers abdecken und dessen
Erregung stören. ■
Die folgenden speziellen Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der
Erfindung, ohne daß sie jedoch als Einschränkung derselben zu verstehen
sind. ·
4735
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- ίο -
Es wurden 12 Glasproben, wie aus der Tabelle 1 ersichtlich, hergestellt. Als Ausgangsglas wurde für alle die Proben Natronkalkglas
verwendet, wobei jedoch die Molverhältnisse von Na2O, CaO und SiO2
für die Probe 1 1:1:7, dagegen für die Proben 2 mit 12 1:2: 5
betrugen.
Die Herstellung der Glasproben erfolgte folgendermaßen: Eire Mischung
von geeigneten Reaktionsmitteln als Ausgangsstoffe wurde in einen Platinschmelztiegel
bei 145O0C 4 Stunden lang erwärmt, so daß eine Schmelze
entstand. Durch Umrühren mit einem Platinrührer wurde die Schmelze homogenisiert und anschließend auf eine Platte ausgegossen. Die erhaltene Glasplatte wurde geglüht und geglättet, so daß sie im Endzustand
eine Größe von 12 χ 10 χ 3 Millimetern aufwies.
Diese Glassplatten wurden mit Wasser gekühlt und wiederholt vonäner
spiralenförmigen Xenonblitzlichtlampe mit Lichtblitzen belichtet. Die
Energie der Xenonblitzlichtlampe wurde von einer Kondensatoren enthaltenden
Spannungsquelle geliefert. Bei dem vorgenommenen Test betrug die Kapazität der Spannungsquelle konstant ΙΟΟμ F. Auch die Spannung
wurde konstant, bei 5 KV gehalten. Es wurde an die Lampe 1250
joules abgegeben. Jede'der Proben wurde 100 bis 1600 χ in Abständen
von 12 bis 15 Sekunden belichtet.
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Komponenten | 1 | 8 | 2 | 3 | Zusammensetzung des | 6 | 4 | 6 | 5 | Glases (Gew. -%) | 2 | 6 | 9 | 7 | 5 | 8 9 10 | 5,0 | 5,0 | 11 | 12 |
Komponenten des Ausgangsglases SiO |
'77, | 5 | 63,6 | 63, | 1 | 63, | 1 | 60, | Proben-Nr. | 4 | 62, | 0 | 61, | ,1 | 62,9 62,9 62,9 | 62,9 | 62, 9 | |||
Na9O Ci |
11, | 7 | 13,1 | 13, | 3 | 13, | 3 | 12 | ,4 | 13, | 1 | 12 | 8 | 13,0 13,0 13,0 | 13,0 | 13,0 | ||||
CaO | 6, | O | 15,3 | 15, | ,0 | 15, | 0 | 14 | o | 153 | 0 | 14 | 0 | 15,1 15,1 15,1 | 15,1 | 15,1 | ||||
Aktivierungsmittel Nd0O Ci O |
3, | O | 3,0 | 3 | 3, | 3 | 33 | 0 | 3 | pO | 3,0 3,0 3,0 | 3,0 | 3, 0 | |||||||
Solarisationshemmer Sb9O3 | 1, | o | I3 | ,0 | 3 | ,0 | 1,0 1,0 1,0 | ι,ο | 1,0 | |||||||||||
TiO2 | 5,0 | ,0 | 5, | 5 | 5 | |||||||||||||||
MoO3 | 5 | ,0 | 5,0 | |||||||||||||||||
Nb9O. | ,0 | 5 |
Ό
Ck> |
|||||||||||||||||
WO3 | 5 |
Oi
i πΛ |
||||||||||||||||||
Bi2°3 | 5,0 | WM <3 |
||||||||||||||||||
Ta2°5 | 5,0 | |||||||||||||||||||
Die folgende Tabelle zeigt die Anzahl der Belichtungen, die an jeder der
einzelnen Platten erfolgte.
Proben- Nummer |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
Anz.d. Belich tungen |
1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 100 | 100 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 |
Nach der Belichtung wurden die spektralen Durchlässigkeiten der Proben
bei einer optischen Weglänge von 3 Millimetern mit einem Spektrometer gemessen, um den Umfang der durch die Belichtung bewirkten Solarisation
festzustellen.
Die Figuren 1 mit 12 zeigen die Kurven der spektralen Durchlässigkeit
der entsprechenden Probenglasplatten bei Wellenlängen von 340 bis 700 ηΐμ . Die Nummern der Figuren entsprechen den Nummern der
einzelnen Proben. Die ausgezogenen und die gestrichelten Kurven stellen die spektralen Durchlässigkeiten jeder Probe vor und nach der Belichtung
dar. In den Fällen, in welchen die durchgezogene Linie mit der gestrichelten
Linie übereinstimmt, d.h. in denen kein Unterschied in der Transmission vor und nach der Belichtung besteht, ist lediglich die ausgezogene
Linie dargestellt.
Das Glas der Probe Nr. 1 enthält Sb3O3 als einzigen Solarisationshemmer,
während die Glasproben 2, 3, 4 und 5 TiO0, MoO„, WO„ und TiO0 + Nb0O,-
di
ο
ο
u
Δ Ό
jeweils enthalten. Wie aus den entsprechenden Figuren 1 mit 5 hervorgeht,
tritt in diesen Fällen eine beachtliche Verringerung der Durchlässigkeit aufgrund der Solarisation nach der Belichtung auf.
4735
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-13 - .■.■■ V Λ/"--" ■,■■'
Die Proben mit den Nummern 6 mit 12 enthalten im Gegensatz zu den
obengenannten sowohl SbnOg und eine der Verbindungen TiO2, MoO3,
Nb0O , WO0, Bi0O, Ta0Op. sowie eine Mischung derselben. Aus den
Figuren 6 mit 12 wird ersichtlich, daß in diesen Fällen gar keine Verringerungen
oder lediglich vernachlässigbare Verringerungen in der Durchlässigkeit nach der Belichtung auftreten. Es sollte besonders erwähnt
werden, daß die Glasproben, welche Sb0O_ und TiO0 als Solari-
■ Δ ο
Ci
sationshemmer enthalten, sowie die Gläser, die Sb0O„ und MoO „.
enthalten (Proben Nr. 6, 7 und 8), praktisch gar keine Verringerungen
in der Durchlässigkeit aufgrund der Solarisation zeigen.
Von den Glasproben 1, 2, 6 und 7 (Tabelle 1) wurden Glasstäbe mit 100 mm
Länge und 6,5 Millimeter Durchmesser hergestellt. Beide Enden von jedem
dieser Glasstäbe wurden mit einer sehr geringen Toleranz poliert. Die Glasstäbe wurden mit Reflektoren versehen, welche ein Reflektionsvermögen
von 100 % und 50 % aufwiesen, wie getrennt von beiden Enden
angebracht,und zwischen zwei gerade zylindrische Xenonblitzlichter angeordnet.
Zwischen den Stäben und den Blitzlichtlampen wurde Kühlwasser hindurchgeleitet.
Die Laserstäbe wurden mit Eintrittsenergien von ungefähr joules bis 1500 joules in zeitlichen Abständen von 10 bis 15 see angeregt,
wobei zwischen 50 und 300 wiederholte Emissionen induziert wurden.
Vor und nach diesen wiederholten Laseremissionen wurden die Ausgangsenergien gemessen, um die mögliche aufgrund der Solarisation auftretende
Verschlechterung in der Laserleistung festzustellen. ■
4735
009887/1823
Die Figuren 13, 14, 15 und 16 zeigen die Kurven der Ausgangsenergien,
der aus den Proben 1, 2, 6 und 8 gefertigten Glaslaser. Hierbei ist die
Eingangs energie (d.h. die Energie, die der Xenonblitzlichtlampe zugeführt
ist) auf der horizontalen Achse und die Ausgangsenergie auf der vertikalen Achse aufgetragen.
In jedem Falle ist die Ausgangs energie nach einer fünfzigfachen Wiederholung
der Emissionen des Lasers durch kleine schwarze Dreiecke dargestellt. Die Ausgangsenergie nach 100 Emissionen des Lasers wird
von kleinen weißen Kreisen bezeichnet. Die Ausgangsenergie nach 300 Laseremissionen wird schließlich durch weiße kleine Dreiecke dargestellt.
Da die Ausgangs energie bei den Proben 6 und 8 (siehe Fig. 15 und 16) nicht verringert wurde, sind in diesen Fällen lediglich die Ausgangs energien
vor der Emission und nach einer dreihundertmaligen Emission aufgetragen.
Der aus der Probe 1 gefertigte Glaslaser, der nur 1 Gewichts-% von
Sb0O0 enthielt, wies eine erhebliche Reduktion in der Ausgangsenergie
nach den wiederholten Emissionen auf.
So wurde beispielsweise festgestellt, daß bei einer Eingangsenergie von
1500 joules die Ausgangs energie um ungefähr 50 % nach einer 300maligen
Emission abfiel, wie aus Fig. 13 ersichtlich ist.
Der aus der Probe Nr. 2 gefertigte Glaslaser, der lediglich 5 Gew. -%
von TiO enthielt, zeigte bei einer Eingangsenergie von ungefähr 1200
joules nach einer dreihundertmaligen Emission einen Abfall der Ausgangsenergie
um ungefähr 30 %, wie aus Fig. 14 ersichtlich ist.
009887/1823
Aus obiger Darstellung ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäß hergestellten
Glaslaser keinen Abfall in der Ausgangsenergie, auch nach 50 bis 300maIiger Emission gemäß Fig. 15 und 16 zeigen.
Es wurden Glasschmelzen der in Tabelle 2 ersichtlichen Zusammensetzung
hergestellt und aus diesen Stäbe gemäß dem in Beispiel 2 dargestellten
Verfahren gefertigt.
Diese Stäbe wurden gemäß der ebenfalls anhand von Beispiel 2 dargestellten
Verfahren getestet. .
Die Ergebnisse zeigen, daß nach einer wiederholten Emission bei diesen
Glaslasern praktisch keine Verschlechterungen aufgrund der Solarisation
auftreten.
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Komponenten | 13 | 14 | Zusammensetzung der | 16 17 | Gläser | 0 | (Gew. -%) | 20 | 21 | 8 |
nc
ία |
ι | 0 | 23 | 24 | 0 | 25 | 8 |
64,3 | 68,1 | 15 | 52,1 55, 5 | 18 | 19 | 61,7 ' | 61,7 | 70, | 56,0 | 56, | 61,7 | 0 | ||||||
SiO9 Lt |
4,3 | 4,9 | 61,5 | 53,3 | 7 | 61,7 | ,5 | |||||||||||
B2°2 | 3,9 | 4,5 | 4,5 | 0 | ||||||||||||||
A12°3 | 4,5 | Λ | 12,5 | 0 | ||||||||||||||
Li2O | 8,1 | 8,6 | 0 | 11,8 | 12, | o | 5 | ,5 | ο | |||||||||
Na2O | 11,7 | 11, | 7,7 | 22,2 20,6 | o | 11,8 | 16 | 32,5 | 27. | |||||||||
K2° | 2 11,4 | 21, | 12 | 0 | ||||||||||||||
MgO | ' 2,5 | 11,6 8,7 | 9,0 | 0 | 17, | |||||||||||||
CaO | 2,6 | 7, | 12,5 | ι, | 5 | 2, | ||||||||||||
BaO | 2,7 | 2, | 0 | 1,5 | I3 | 0 | ||||||||||||
3,0 | 3,0 | 2,5 2,5 | 2,0 | 2, | 0 | 5,0 | 3, | 0 | 2, | |||||||||
Nd2°3 | 1,0 | 1,0 | 2,0 | 2,0 ' 0,7 | 2, | 2,5 | 8,0 | I3 | ι, | 2,0 | ι, | |||||||
Sb2°3 | 1,0 | 1 | 2,0 | |||||||||||||||
O O (O
Komponenten | 13 | 14 | 15 | 16 | Zusammensetzung | 1,0 | der Gläser | (Gew. |
O/
1
~ /O |
) | 5 | 23 | 5 | 24 | 0 | 25 | 5 |
17 18 19 | 20 | 21 | 22 | ,5 | 10, | ||||||||||||
TiO2 | 0,5 | 5,0 | 11,0 | 5 | 5 | ||||||||||||
MoO3 | 5,0 | 1, | 1, | ||||||||||||||
m2% | 5,0 | 1, | |||||||||||||||
wo3 | 10,0 | 1, | 1, | ||||||||||||||
Bi2°3 | 9,6 | 3,0 | 0,5 | 2 | 1, | ||||||||||||
Ta2°5 | |||||||||||||||||
Claims (3)
- Patentansprüchef l.ySilikatglas, insbesondere zur Verwendung als Glaslasermaterial, welches ein dreiwertiges Neodymion als Aktivierungsmittel enthält, gekennzeichnet durch einen Gehalt einer einen Gesamtanteil von 20 Gew. - % nicht übersteigenden Mischung aus 0, 5 bis 10 Gew. -% Sb3O3 und wenigstens einem Oxyd aus einer Gruppe von 4 bis 15 Gew. -% TiOp, 0, 2 bis 15 Gew. -% MoO„, 0,2 bis 15 Gew. -% Nb0O-, 0,2 bis 15 Gew. -% WO0, 0,2 bis 15 Gew. -% Bi0O0 und 0,2 bis 15 Gew. -% von TaoOK.Δ Ο Δ ο
- 2. Silikatglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Mischung aus 0, 5 bis 2 Gew. -% Sb0O0 und wenigstens einem Oxyd ausΔ οeiner Gruppe von 4 bis 10 Gew. -% TiO0 und 0, 5 bis 10 Gew. -% von MoOQ enthält.
- 3. Silikatglas, insbesondere zur Verwendung als Lasermaterial, welches mit einem dreiwertigen Neodymion als Aktivierungsmittel dotiert ist, gekennzeichnet durch eine hauptsächliche Zusammensetzung aus50 bis 75 Gew. -% SiO2, aus 4 bis 40 Gew. -% von wenigstens einem ;Oxyd aus der Gruppe von Li0O, Na0O und K0O, aus 0 bis 25 Gew. -% vonZ Δ Δwenigstens einem Oxyd aus der Gruppe von CaO, MgO, BaO und SrO, aus 0 bis 10 Gew. -% von Al0O0, aus 0 bis 10 Gew. -% von B0O0, auset ο Δ ο0,25 bis 8 Gew. -% von Nd0O0, aus 0,5 bis 10 Gew. -% von Sb0O und ausΔ · ο Δ οwenigstens einem Oxyd aus der Gruppe von 4 bis 15 Gew. -% von TiO0, 0, 2 bis 15 Gew. -% von MoO0, 0,2 bis 15 Gew. -% von Nb0O-, 0, 2 bisο Δ \)15 Gew. -% von WO0, 0,2 bis 15 Gew. -% von Bi0O0 und 0,2 bis 15 Gew. -%ο Δ οvon Ta0Op., wobei der Gesamtanteil von Sb0O0 und der zuletzt genanntenΔ D . Δ ο ■Gruppe der Oxyde nicht mehr als 20 Gew. -% des gesamten Glases ausmacht.009887/1823
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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