Патент на изобретение №2269808

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2269808 (13) C1
(51) МПК

G02F1/355 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 12.01.2011 – прекратил действие, но может быть восстановлен

(21), (22) Заявка: 2004120581/28, 05.07.2004

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

05.07.2004

(45) Опубликовано: 10.02.2006

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
КУЗНЕЦОВА Р.Т. И ДР. Ограничение мощного оптического излучения органическими молекулами. II. Порфириновые и фталоцианиновые соединения. Квантовая электроника. 2004, т.34. № 2. с. 139-146.
RU 2181213 C2, 10.04.2002.
RU 2163386 C2, 20.02.2001.
EP 0341519 A2, 15.11.1989.

Адрес для переписки:

634050, г.Томск, пл. Ново-Соборная, 1, Сибирский физико-технический институт, Р.Т. Кузнецовой

(72) Автор(ы):

Кузнецова Римма Тимофеевна (RU),
Шапошников Александр Алексеевич (RU),
Нечаева Юлия Александровна (RU),
Майер Георгий Владимирович (RU),
Стужин Павел Александрович (RU),
Иванова Светлана Сергеевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное учреждение Томский государственный университет (ТГУ) (RU),
Сибирский физико-технический институт при Томском государственном университете (СФТИ при ТГУ) (RU),
Кузнецова Римма Тимофеевна (RU)

(54) НЕЛИНЕЙНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ В УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА

(57) Реферат:

Изобретение относится к нелинейной оптике. Сущность изобретения состоит в том, что нелинейная жидкость содержит фториндиевый комплекс октафенилтетраазапорфирина, соляную кислоту и хлороформ при следующем соотношении компонентов, г/л:

Фториндиевый комплекс октафенилтетраазапорфирина 0.053-0.210 г/л
Соляная кислота (концентрированная) 0.720-6.000 г/л
Хлороформ остальное

Технический результат – увеличение коэффициента ослабления нелинейной жидкостью мощного лазерного излучения УФ области спектра при линейном коэффициенте пропускания слабого УФ излучения не менее 50%. 1 табл.

Изобретение относится к нелинейной оптике и может быть использовано в качестве компонента в устройствах защиты чувствительных фотоприемников от прямого попадания на них мощного лазерного излучения ультрафиолетовой области спектра и в защитных очках, необходимых для безопасной работы персонала, обслуживающего лазеры ультрафиолетового диапазона.

Известно устройство для защиты глаз от ослепляющего оптического излучения в виде матричного жидкокристаллического экрана, пропускающего к глазам излучение только ниже определенного уровня [1]. Контроль этого уровня осуществляется полученными с датчиков излучения усиленными по напряжению электрическими сигналами, управляемыми пропусканием оптического излучения. Недостатком устройства является его сложность и относительно высокая инерционность системы.

Известны нелинейные жидкости, содержащие растворы фуллеренов и фталоцианинов в толуоле и хлороформе [2, 3], которые относительно хорошо пропускают слабое излучение видимого диапазона спектра с длиной волны 532 нм и плотностью мощности, не превышающей 1 кВт/см2 (линейный коэффициент пропускания Т0 составляет 50-80%). При увеличении плотности мощности до 10-500 МВт/см2 пропускание уменьшается: коэффициент ослабления КО=T0/Tw10, где Т0 – линейный коэффициент пропускания, Tw – коэффициент пропускания излучения при высокой плотности мощности W на выбранной длине волны. Недостатком таких жидкостей является то, что они не ограничивают мощное излучение в ультрафиолетовой области спектра.

Наиболее близкой к заявляемому объекту является нелинейная жидкость, содержащая раствор комплекса тетрафенилпорфирина с металлом в хлороформе [4]. Раствор хлориндиевого комплекса тетрафенилпорфирина в хлороформе (ClInТФП) эффективно ограничивает видимое излучение второй гармоники Nd:YAG лазера (КО532=19) и значительно хуже ограничивает УФ излучение (КО308=1.6). Недостатком жидкости-прототипа является низкий коэффициент ослабления УФ излучения на длине волны =308 нм.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение, – увеличение коэффициента ослабления мощного ультрафиолетового излучения при линейном коэффициенте пропускания не менее 50%.

Это достигается тем, что в нелинейную жидкость для ограничения излучения в ультрафиолетовой области спектра, содержащую фториндиевый комплекс октафенилтетраазапорфирина (FInOPTAP) в хлороформе дополнительно вводят соляную кислоту при следующем соотношении компонентов: FInOPTAP – 0.053-0.210 г/л, соляная кислота (концентрированная) – 0.720-6.000 г/л, хлороформ – остальное.

Пример получения заявленной нелинейной жидкости:

К 10 мл хлороформа добавляют 0.01 мл концентрированной соляной кислоты. 0.00105 г FInOPTAP растворяют в 10 мл подкисленного хлороформа. Раствор тщательно перемешивают. На этом получение нелинейной жидкости завершается.

Сравнительные испытания жидкости-прототипа и предлагаемой жидкости проводили на длине волны =308 нм следующим образом. В качестве источника лазерного излучения использовали эксиплексный XeCl лазер (=308 нм, Еимп до 40 мДж, имп=10 нс). Фокусировка излучения позволяла получать плотности мощности до 300 МВт/см2. Т0 измеряли в кварцевой кювете толщиной 1 мм с помощью спектрофотометра «Specord M40». Для измерения Тw эту же кювету с нелинейной жидкостью помещали вблизи фокусов скрещенных цилиндрических линз, фокусирующих излучение лазера. Измерение падающей и прошедшей через кювету с нелинейной жидкостью энергии излучения осуществляли в одном импульсе с помощью пирометрических измерителей энергии “Gentec-E” (измерительная головка ED-100 A. UV) с точностью до 10 мкДж, при этом погрешность измерения не превышала 1%.

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице, где формулой CHCl3 обозначен хлороформ.

Таблица
Нелинейная жидкость T0(308), % W308, МВт/см2 КО308
Прототип – ClInТФП в CHCl3 70 170 1.2
50 170 1.6
Предлагаемая жидкость – FInOPTAP в CHCl3 + 1.2 г/л соляной кислоты (концентрированной) 51 100 5.1
150 7.5
170 8
200 12
250
300
20
365

Из таблицы следует, что КО лазерного излучения с длиной волны =308 нм у предлагаемой жидкости (FInOPTAP в CHCl3+1.2 г/л соляной кислоты) выше, чем у жидкости-прототипа уже при W=170 МВт/см2: КО308 соответственно равны 8 и 1.6. Коэффициент ограничения существенно возрастает при повышении плотности мощности до 200 МВт/см2 (КО308=12) и, особенно, до 300 МВт/см2 (KO308=365).

Высокая ограничительная способность предлагаемой жидкости обусловлена двумя причинами. Во-первых, само соединение FInOPTAP достаточно хорошо ограничивает мощное ультрафиолетовое излучение за счет обратного насыщенного поглощения (RSA), обусловленного оригинальной структурой молекулы и растворителем, стимулирующим выход интерконверсии, ответственной за уменьшение пропускания. Во-вторых, добавление соляной кислоты увеличивает ограничение мощного лазерного излучения за счет «включения» наряду с механизмом обратного насыщенного поглощения, имеющего низкий порог и действующего при W от 10 до 200 МВт/см2, дополнительного механизма (предположительно – нелинейного индуцированного светорассеяния). Этот дополнительный механизм действует при более высокой плотности мощности лазерного излучения (W200-300 МВт/см2) за счет увеличения полярности растворителя при добавлении соляной кислоты. Спектральные изменения, вызванные добавлением соляной кислоты, указывают на образование в растворе катионной формы FInOPTAP. С увеличением концентрации добавки от 0.72 до 1.20 г/л концентрированной соляной кислоты эффект возрастает, однако при увеличении концентрации кислоты выше 6 г/л, близкой к пределу растворимости, раствор мутнеет, существенно снижая линейное пропускание Т0. Существенным преимуществом предлагаемой жидкости является простота приготовления и использования.

Источники информации

1. Патент РФ №2181213, кл. G 02 С 7/10, А 61 F 9/00, В 60 J 3/06. Опубликовано 10.04.2002. Бюлл. №10.

Формула изобретения

Нелинейная жидкость для ограничения интенсивности мощного лазерного излучения ультрафиолетовой области спектра, содержащая комплекс порфирина с металлом в хлороформе, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введена соляная кислота, а в качестве комплекса порфирина с металлом выбран фториндиевый комплекс октафенилтетраазапорфирина, при этом используется следующее соотношение компонентов, г/л:

Фториндиевый комплекс
октафенилтетраазапорфирина 0.053-0.210
Соляная кислота (концентрированная) 0.720-6.000
Хлороформ Остальное


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 06.07.2008

Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010


Categories: BD_2269000-2269999