Новые активные среды и лазеры на красителях с ламповой накачкой тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ им. В.И.СТЕПАНОВА

На правах рукописи

АСИМОВ Мустафо Мухамвдович

НОВЫЕ АКТИВНЫЕ СРЕДУ И ЛАЗЕРУ НА КРАСИТЕЛЯХ С ЛАМПОВОЙ НАКАЧКОЙ

01.04.21 - лазерная физика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора ф13ико-матемаглчесхнх наук

Икнск - 1Э34

Рвбота выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Институте физики им. Б.И.Степанова Академии наук Беларуси

Официальные оппоненты: доктор <|изико-мат"ематических

наук, профессор А.С.Рубанов

доктор физико-математических наук, профессор А.П.Симонов

доктор физико-математических наук,

Б.М.Джагаров

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт прикладных (физических проблем им. А.Н.Севченко

Задита диссертации состоится " 4 * 1994 г. в " ^

часов на заседании специализированного совета Д 006.01.01. по защита диссертаций при Институте физики им. Б.И.Степанова АЯБ в зала заседаний Института (220602, Минск, ГСП, пр. Ф.Скоршш, 70).

С диссертацией мокно ознакомится в библиотеке Института физики им. Б.И.Степанова.

Автореферат разослан " ^ " и-/-<РьСлЛ- 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор $113.-мат. наук

Г.А.Залесская

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Открытие перестраиваемых лазеров на красителях стимулировало дальнейшее развитие таких областей науки как атомная и молекулярная спектроскопия, фотохимия, органическая'химия и новую область - лазерную физику.

В 70-80 годы успехи лазерной физики в создании различного типа перестраиваемых лазеров способствовали практическому их использованию в научных исследованиях. Достаточно перечислить возникновение таких новых направлений как селективная лазерная спектроскопия, лазерная кинетическая спектроскопия, нелинейная спектроскопия и т.п. В области химии, особенно органической, развитие получило фототехнологическое применение красителей, связанное с активным поиском и синтезом новых лазерных сред и фототропных затворов.

С появлением лазеров на красителях с накачкой импульсными лампами одновременно открылись ряд новых возможностей и проблем. Новые возможности заключались в генерации импульсов с большой длительностью и энергией, а также получения излучения высокой спектральной яркости. Однако проблемы, связанные с особенностями физики данного типа лазеров, задержали их широкое практическое применение.

Эти особенности заключаются в следующем:

-большой расходимости генерируемого излучения, обусловленной термооптическими свойствами растворителей, используемыми при приготовлении активных сред;

-недостаточно высокой эффективности и ограниченном фоторесурсе лазерных красителей;

-сложности получения узкой спектральной линии генерации при одновременно высокой выходной энергии излучения.

Кроме того, до настоящего времени не проводились реЗсты по изучению свойств излучателя с точки зрения теплофязических процессов в лазерных системах для обеспечения долговременной стабильности выходных параметров лазерной системы.

Таким образом, с появлением лазеров на красителях с возбуждением импульсными лампами требования к спектроскопическим, теп-

3

лофизическим, фотофизическим и фотохимическим свойствам растворов красителей стали Солее жесткими.

За последние два десятилетия много усилий было затрачено на поиск различных химических добавок с целью уменьшения наведенных накачкой потерь в активной среде, ингибировании нежелательных фотохимических реакций. Считалось, что основным источником наведенных потерь является триплетное состояние молекул красителей. Заселение триплетного состояния молекул сопровождается поглощением в канале тршлетных уровней, что приводит к снижению эффективности, либо вовсе к срыву генерации в условиях возбуждения импульсными лампами. Поэтому усилия исследователей были направлены на поиск тушителей триплетного состояния. Поиск тушителей осуществлялся эмпирически, так как существующие метода традиционного и лазерного фотолиза не позволяли непосредственно контролировать влияние различных добавок на населенность триплетного состояния лазерных красителей. Поэтому эффективность вводимых в раствор добавок определяли косвенно, по генерационным характеристикам.

Из большого ряда химических добавок включая различные газы были выделены три наиболее эффективных "тушителя" триплетного состояния лазерных красителей. К ним откосятся кислород, цикло-октатетраен и дифинилбутэдаен. Однако ' механизм положительного влияния этих добавок до настоящего времени оставался неясным. Эмпирический характер поиска тушителей триплетного состояния лазерных красителей не привел к решению проблемы снижения наведенных потерь.

Особое внимание и надежда исследователей в эти ке годы было связана с проблемой создания водорастворимых активных сред. Вода в качестве растворителя привлекает внимание благодаря своим оптимальным теплофизическим свойствам: большой теплоемкости и малой чувствительн'^ти показателя преломления к изменению температуры.

При решении данной проблемы исследования развивались по двум направлениям. Первое направление было обусловлено тем, что многие органические соединения в воде образуют нефпуоресцирущие димеры, что либо сникает вффективность, либо вообще препятствует генерации. Поэтому, основное внимание было уделено поиску поверхностно-активных веществ и детергентов, способных препятствовать образованию димеров молекул красителей в воде. Был предложен ряд доба-

4

вок ингибирующих .процесс образования дилеров. Вместе с тем, оказалось, что использование детергентов существенным образом портит теплофизические свойства вода, и данное направление быстро исчерпало себя.

Второе направление было связано с попытками повысить водо-растворимость красителей, особенно кумаринов, путем модификации их химической структуры. В структуру кумаринов вводились различные группы, повышающие растворимость молекул в воде. Однако, как оказалось, такие соединения имеют низкую фотостойкость и эффективность генерации. Поэтому были предприняты усилия по поиску раз-,личных добавок, ингибирующих процессы фотораспада: использовались >методы обескислороживания растворов красителей, фторирование метальной группы, фильтрация УФ излучения ламп накачки. Все эти усилия не .дали желаемого результата, что надолго затормозило широкое практическое использование уникального типа лазеров -лазеров на красителях с ламповой накачкой.

Данная проблема приобрела новую актуальность -в связи с использованием Уф излучения зкеимерного и азотного лазеров в качестве .источника возбуждения лазеров на красителях.

Другой актуальной проблемой, относящейся к физике лазеров, является управление спектральными характеристиками мощных лазеров на красителях с ламповой накачкой. При решении данной проблема традиционные подходы получения узкой линии в сочетании с высокой выходной енергаей генерации не дели существенных результатов. Использование усилителей такхе не привело к решению проблемы, так как требовалось многокаскадное усиление (предлагалось до девяти каскадов), что технически слонно осуществило.

Наиболее перспективным является метод инжекции внешнего узкополосного излучения в резонатор мощного лазера. Однако этот метод не был развит для лазерных систем с большой длительностью импульса накачки, так как для больной длительности возбуждения не .удавалось подавить широкополосный фон генерации.

Таким образом вышеперечисленные проблемы до настоящего времени оставались актуальными и не решенными. Насущная практическая потребность в лазерах на красителях с ламповой накачкой требует разработки новых подходов к созданию таких лазеров, позволяющих создать на их основе необходимые приборы и лазерные системы.

5

Цель работа. В данной диссертационной работе на основе новых подходов и решений рассмотрен круг задач, направленных на дальнейшее существенное улучшение лазеров на красителях с ламповой накачкой.

Эти задачи охватывают следующие основные вопросы:

-разработка чувствительной методики измерения кинетических и спектральных характеристик триплет-триплетного (Т-Т) поглощения в лазерных красителях с низким квантовым выходом частиц в триплетное состояние;

-определение с помощью разработанной методики характеристик триплетного состояния наиболее эффективных лазерных красителей в оптимальных режимах работы лазера на красителях;

-выяснения механизмов воздействия циклооктатетраена и дифе-нилбутадиена на эффективность генерации растворов ксантено-вых и оксазиновых соединений и выработка рекомендаций по дальнейшему совершенствованию их лазерных свойств; -исследование теплофизическлх свойств излучателя с целью повышения эффективности накачки и ресурса работы; -разработка новых высокоэффективных фильтров теплоносителей и трансформаторов УФ излучения ламп накачки; -исследование и разработка новых способов улучшения пространственно - угловых характеристик быходного излучения; -поиск новых активных сред с повышенной эффективностью и ресурсом работы;

-исследования и разработки методов управления спектральными характеристиками высокоэнергетичннх лазеров. Научная новизна. В результате проведенного комплекса исследований получены следующие основные результаты:

Т. Предложен и экспериментально реализован способ, позволяющий непосредственно определить спектральные и кинетические параметры триплетного состояния высокоэффективных лазерных красителей, обладающих квантовым выходом флуоресценции близким к единице.

2. На основании количественных данных о константах скоростей дезактивации синглетно - возбужденных молекул красителей экспериментально установлены основные каналы диссипации электронной энергии возбуждения.

3. Показано, что улучшение лазерных характеристик активной среда при введении циклооктатетраена и дифенмлбутадиена объясняется не тушением Т1 -состояния молекул красителей, а ингибирова-нием фотодеструкции активной среды и торможением процесса интеркомбинационной конверсии при стабилизации молекул красителя в мицеллоподобном образовании в системе краситель-растворитель-добавка.

4. Предложены пути улучшения лазерных характеристик конкретных устройств при использовании определенных растворителей, посторонних добавок и оптимальных режимов возбуждения;

б. Впервые показано, что необходимо защитить молекулу лазе-ного красителя путем изменения ее сольватной оболочки от растворителя и растворенного в нем молекулярного кислорода. Установлено, что щшюдекстрины позволяют создать защитную оболочку путем включения в себя молекулы красителя. На основе синтеза комплексов включения молекул красителей с циклодекстринами разработан и предложен новый тип водорастворимых активных сред, пригодных дня использования как при ламповой, так и при лазерной накачке.

6. Предложены новые кумариновие бифлуорофорные молекулы и исследованы их спектрально-люминесцентные и генерационные свойства. Показано, что применение нетрадиционного подхода к синтезу бифлуорофорных молекул при использовании гетероциклической структуры в качестве связующего звена донора и акцептора позволяет получить широкую полосу флуоресценции. Установлено, что в синтезированных молекулах имеет место высокоэффективный внутримолекулярный перенос энергии электронного возбуждения от донора к акцептору. На основе бифлуорофорных кумариновых молекул предложен ряд новых активных сред, имеющих на 10-15 нм шире диапазон перестройки частоты генерации по сравнению с известными красителями.

7. Предложены и исследованы новые производные кумаринов, на основе донорного хромофора бифлуорофорной молекулы, для генерации в сине-зеленной области спектра. Показано, что при накачке импульсными лампами они обеспечивают высокую фотостойкость и эффективность генерации за счет введения объемного тивзольного гетеро-цикла в положении 3 кумариноЕого хромофора.

8. Разработан и исследован новый класс УФ-фаиШТров-тешоно-

7

сителей-трансформаторов для лазеров на красителях с ламповой накачкой, позволяющих на порядок увеличить .фотостойкость активной среды и в 3-5 раз повысить выходную энергию генерации. Предложенные фильтры-теплоносители позволяют также существенно улучшить теплофизические параметры излучателя на красителях.

9. Предложен и реализован способ .накачки лазера на красителе с ламповой накачкой, основанный на формировании крутого переднего фронта импульса возбуждения путем пропускания его через фотообесцвечивающийся фильтр. Показано, что предложенный способ накачки позволяет повысить к.п.д. и выходную энергию генерации лазера на красителе.

10. Предложен и реализован новый способ генерации лазера на красителях с ламповой накачкой, основанный на формировании в активной среде наведенной положительной разности температур между теплоносителем и раствором красителя в пределах 0,5°С - 4°С. Данный способ'Обеспечивает долговременную стабильность выходных параметров лазерной системы (диаграмма направленности, энергия генерации, к.п.д., ресурс непрерывной работы) при работа в частотном режиме.

11. Исследована эффективность использования реторорефлектор-ного зеркала (РЗ) в качестве "глухого" зеркала резонатора в лазере на красителях с ламповой накачкой со средней выходной энергией 1-5 Дж в импульсе. Определены оптимальные условия работы лазера с РЗ, позволяющие снизить угловую расходимость на порядок при незначительном падении выходной энергии генерации. Показано, что при использовании РЗ не следует вводить в резонатор лазера телескоп для увеличения числа работающих ячеек отражателя, так как в этом случае потери в телескопе превышают выигрыш в рабочей площади.

12. Впервые предложен и реализован метод подавления широкополосного фэна свободной генерации с помощью усилителя спектрального контраста, помещенного в резонатор мощного лазера на красителе. Показано, что при этом достигается полное преобразование энергии широкополосной генерации в узкую инжектируемую линию.

13. Исследованы особенности применения метода инжекции и захвата частоты внешнего узкополосного излучения' в высокоэнергетич-ных лазерах с большой длительностью импульса генерации. Установ-

8

лено, что при одновременной! инжекции двух частот к.п.д. преобразования энергии в узкие- инжектируемые линии возрастает за счет подавления широкополосного фзна. Показано, что в зависимости от соотношения интенсивностей1 инжектируемых линий и их спектрального расположения мошо осуществлять различные режимы управления спектральными характеристиками)лазера на красителях. '

Практическая значимость. Результаты исследований, полученные в работе, могут быть использованы в лазерной технике при создании приборов и систем на основе перестраиваемых лазеров для применения в лазерной спектроскопии., при зондировании атмосферы, в биологии и медицине. Разработанные новые подходы к синтезу бифлуоро-форных и водорастворимых молекул позволяют синтезировать широкий набор высокоэффективных и фотостабильных лазерных красителей.

На защиту выносятся следующие основные положениям

1. Применение в методе флеш - фотолиза в качестве источника возбуждения лазера на красителе микросекундной длительности с затвором Поккельса, обрезающим задний фронт лазерного импульса, позволяет существенно повысить чувствительность и точность измерения спектров тршлет-триплетного поглощения и, что практически весьма важно, определения кинетических молекулярных констант засоления и дезактивации населенности Т^ -состояния в лазерных красит,едях с низким выходом-частиц нп триплетный уровень.

2. Квантовые эффективности, интеркомбинационной конверсии мо-леку;ш ксантенов и оксазиноз в триплетное состояние на один - два порядка величины меньше квантовых выходов процессов прямой излу-чательной* и безызлучательной дезактаващи синглетно-возбузденного

состояния'.

3. Удаление из раствора■ молекулярного кислорода при накачке

монохроматическш светом в максимуме Бд----> полосы позволяет

существенно уменьшить триплет - триплетное поглощение и увеличить длительность генерации в растворах красителей.

4. Положительное действие СОТ и-. ДФБ- на лазерные характеристики активной среда обусловлено иншбированием процессов обратимой и необратимой фотодеструкции и-уменьшением константы скорости накопления триплетных молекул красителя в трехкомпонентной молекулярной системе растворитель-краситель-добавка за счет образования мицеллоподобных комплексов.

9

5. Использование вязких и дейтеросодержащих растворителей при определенных режимах накачки позволяет в 2 - 6 раз повысить лазерную эффективность ксантеновых и оксазиновых красителей.

6. Впервые предложенные водорастворимые комплексы включения кумариновых красителей с различными производными циклодекстрина отличаются повышенной лазерной эффективностью и фотостойкостью.

7. Ноше бифлуорофэрные молекулы с использованием кумариновых хромофоров, химически связанных с помощью гетероциклической структуры, имеют широкие полосы поглощения и флуоресценции, обеспечивают эффективный внутримолекулярный перенос электронной энергии возбуждения и широкий диапазон перестройки частоты генерации. Фрагмент (донор) бифдуорофорной молекулы, содержащий объемный ге-тероцикл в 3-ем положении кумаринового хромофора, характеризуется повышенной фотостойкостью и лазерной эффективностью при возбуждении импульсными лампами.

8. Предложенный метод подавления широкополосного фона свободной генерации с помощью усилителя спектрального контраста, помещенного в резонатор мощного лазера на красителе, позволяет достичь полного преобразования энергии широкополосной генерации в узкую инжектируемую линию.

9. Инжектирование в резонатор лазера на красителях с ламповой накачкой узкополосного излучения на двух частотах позволяет повысить эффективность узкополосной генеращш за счет подавления широкополосного фона. В зависимости от соотношения интенсивностей и спектрального расположения инжектируемых линий можно осуществлять различные режимы управления спектральными характеристиками высокоэнергетичного лазера на красителях с ламповой накачкой.

Апробация работы. Результаты, изложенные в диссертации, были представлены и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах: I Всесоюзная конференция "Лазеры на основе сложных органических соединений" (Минск, 1975), VIII Всесоюзная конференция по когерентной и нелинейной оптике (Тбилиси, 1975), II Всесоюзная конференция "Лазеры на основе сложных органических соединенней" (Душанбе, 1977), III Международная конференция по люминесценции (Сегед, 1979), III Всесоюзная конференция "Лазеры на основе сложных органических соединений и их применение" (Минск, 1980), X Сибирское совещание по спектроскопии (Томск, 1981), Со-

10

вещание по молекулярной люминесценции и ее применению (Харьков, 1981), III Советско-западногерманский семинар по лазерной спектроскопии (Москва, 1981), IV Всесоюзная конференция "Перестраиваемые го,частоте лазеры" (Новосибирск, 1984), Всесоюзная научно-техническая школа семинар по лазерному оптическому и спектральному приборостроению (Минск, 1985), Всесоюзное совещание "Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах И молекулах" (Томск, 1986), I Советско - китайский симпозиум по физике лазерных сред (Москва, 1386), V Всесоюзная конференция "Органические люминофоры и их применение в народном хозяйстве" (Харьков, 1937), Всесоюзная научно - техническая конференция "Современно методы и средства контроля атмосферного воздуха и перспективы их развития" (Киев, 1987), VI Всесоюзное координационное совещание по фотохимии лазерных сред на красителях (Луцк, 1987), V Международная школа по квантовой электронике (Болгария, 1988), X Всесоюзный симпозиум по лазерному и акустическому зондированию атмосферы (Томск, 1988), Сессия научного совета "Оптика" (Гродно, 1989), II Европейская конференция по квантовой электронике (Дрезден,

1989), VII Всесоюзное координационное совещание по фотохимии лазерных сред на красителях (Лу?й, 1990), VI Всесоюзная конференция "Органолкшнофэрн и их применение в народном хозяйстве" (Харьков,

1990).

Материалы диссертаций опубликована в 45 научных работах в отечественных и зарубежных изданиях й зейяц&йг 14' ейторсжм свидетельствами .

Личный вклад. Содержание диссертации отражает персональный вклад автора в опубликованные работы. Постановка ряда задач осуществлялась совместно с академиком АКБ Губинова» А.Н. Часть работ выполнена в соавторстве с ученика?®, другие соавторы оказывали помощь в проведении экспериментов. Автором осуществлялся выбор направлений исследований, постановка и ревенив всэх рассмотренных задач, участие в проведении и обсуждении экспериментов, интерпретации результатов.

Структура и объем. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, девяти глав с изложением оригинальных результатов, заключения, библиографии и содержит 409 страниц, в том числе 91 рисунок, 26 таблиц, 287 литературных ссылок.

II

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во вредении обоснована актуальность проблемы, сформулированы задачи и цели исследований, определены научная новизна и практическая значимость работы, представлены защищаемые положения, краткое содержание диссертации и данные о числе публикаций.

В первой глава анализируются литературные данные о влиянии наведенных накачкой потерь на генерацию красителей, установлены причины противоречивости количественной информации о кинетических параметрах наведенного поглощения и определена актуальность исследований.

Во второй главе, включающей три параграфа, дается обоснование условий, при которых возможны прямые измерения констант скоростей интеркомбинационшх процессов в молекулах лазерных соединений, характеризующихся высоким квантовым выходом флуоресценции. Показано, что ключевым элементом яри измерении триплет-триплет-ного (Т-Т) ПОГЛОЩЗШ1Я в красителях с низким квантовым выходом молекул в трушлетноа состояние является источник возбуждения. Использование излучения импульсных ламп для этих целей не позволяет накопить достаточное количество молекул в тршиштном состоянии. Кроме того, широкий спектр и большая энергия возбуждения приводят к фотораспаду молекул исследуемых красителей, что затрудняет отделение сигналов Т-Т поглощения от обратимых фотохимических продуктов. Применение коротких импульсов возбуждения такке не позволяет решить данную проблему, так как низкое значение синглет-триплбтпой константы ннтерконьерсиа (Р^р) в лазерных красителях требует использования импульсов возбуздания с большой длительностью, позволяющих накопить достаточное число молекул в триплетном состоянии. Дня этой цели впервые предложено использовать излучение лазера на красителе с длительностью импульса генерации 5-Ю икс и энергией 1-2 Дз:. Преимущества такого источника возбуждения заключаются в сведении к мияшуму влияния возмоаашх фотохимических процессов, так как возбуждение осуществляется монохроматическим излучением в основную полосу исследуемых молекул. Формирование необходимой крутизны заднего фронта импульса возбуждения осуществлялось с полгать» электрооптического затвора. На основе пред-Аоавнной идеи создан лазерный спектрофотометр, позволяющий изучать спектральные и кинетические характеристики наведенного пог-

12

лощения в лазерных красителях с чувствительность» по оптической плотности до ДВ ~1Ср\ временным разрешением 10 не, в спектральном диапазоне 400-1ООО гол в условиях сильного фона флуоресценции. Показано, что такой спектрофотометр позволяет проводить прямые измерения параметров Т1-уровня высокоэффективных лазерных- красителей с низким квантовым выходом (Фу -10_2-10~3) молекул в три-плетное состояние. Подробно рассмотрены метода определения времени жизни метастабильного Т1-состояния и константы скорости интеркомбинационной конверсии.

В третьей главе приведены результаты исследования спектроскопических характеристик триплетного состояния ксантеконых и ок-сазиновых красителей с помощью разработанного лазерного спектрофотометра. В первом параграфе показано, что при монохроматическом возбуждении исследуемых растворов в основную полосу наблюдается обратимое наведенное поглощение в широком спектральном диапазона (400-1000 нм), обусловленное тремя различными типами фотопродуктов. Эти фотопродукты различаются как по спектру, так и по кинетике затухания. Установлено, что короткокивущее поглощение с временем жизни т ~5*10"8с возникает одновременно с импульсом возбуждения, повторяет его форму и зависит от мощности накочки» Кинетика развития данного нестационарного поглэщешш соответствует кинетике заселения -состояния, а регистрируемый спектр совпадает со спектром, возникающем в растворе исследуемого красителя при пихосекундном возбуэдегага • На основании полученных результатов данный кот наведенного поглощения однозначно относится к поглощению в канале —>8П уровней молекулы.

Другой тип наведенного поглощения с временем й!3!Ш т >10~ьс имеет две полосы в спектральных областях 405-430 нм и 580-900 км. Скорость распада данных голос поглощения существенно возрастает в Щ!исутствии кислорода в растворе, зависит от йлпкости растворителя, изменяется при наличии в среде химических добавок типа цикло-октатетраена и дифенилбутадиенз. Регистрируемый спектр нееэдйн-ного поглощения соответствует спектру, полученному при сенсибилизированном заселении Т^- уровня, что деот основание отнести его к триплет-триплетнему поглощению. Изучение спектрального изменения дихроизма наведенных полос поглощения позволило установить , что для всех исследованных соединений осцилляторы поглощения всех об-

13

ратимых полос совпадают по направлению с осциллятором 80— перехода.

Во втором параграфе представлены результаты экспериментального исследования наведенного поглощения в области флуоресценции этанольного раствора родамина 6Ж. Спектр наведенного поглощения определялся путем сравнения расчетного и измеренного коэффициента пропускания К(у) раствора красителя при таких условиях возбуждения, когда возникает только один тип потерь. Для измерения К(и) использовался как традиционный метод зондирования возбужденного раствора красителя излучением лазера на красителе, так и метод, основанный на измерении на различных данах волн пороговых характеристик активной среды в лазере с дисперсионным резонатором при введении в него калиброванных потерь. Показано, что спектр наведенного поглощения в области усиления родамина еж в этаноле представляет собой суперпозицию спектров Т-Т поглощения (\|пах-580 нм) и —>БП поглощения (Хиах~600 им).

В третьем параграфе рассмотрены основные каналы деградации электронной энергии возбуждения в исследуемых красителях. Из полученных экспериментальных данных, приведенных в таблице I следует, что процессы внутренней конверсии важны для ксантеновых красителей, лшинвсцирувдих в более длинноволновой области (рода-шн ЗВ) и оксазинов. В то же время квантовая эффективность интерконверсии в триплетов состояние у красителей данных классов в средам на два порядка меньше квантовых выходов флуоресценции г и внутренней конверсии $з(. Высокие генерационные характеристики .ксаитенов и оксазинов в условиях возбуждения их импульсами света большой длительности обусловлены тем, что процессы безызлучатель-ной дезактивации электронной'энергии проходят у них, главным образом, минуя триплатное состояние, что обеспечивает малую величину Т-Т поглощения. В реальных условиях работы лазера константы скоростей триплет-синглэткого ) и синглет-триплетного - Р32 переходов определяются процессами тушения кислородом синглетно -возбужденного и тршлэтного состояния. Установлено, что константа тушения Т^- состояния кислородом не обнаруживает однозначной зависимости от вязкости (т?) растворителя, вытекающей из диффузионного процесса. Показано, что вероятность процесса тушения /3 существенно меньше единицы и падает с уменьшением вязкости. Умень-

14

Красятеяь Г f хвк гт : Тд(НС)

Флуоресцеия-№а 0,87 0,13 ! 8,7-Ю~3 5,0

Незамещенный родамин 0,90 0,10 3,М0~3 4,4

Родамин 6Ж 0,94 0,06 2,7'10~3 5,1

Родамин ЗВ 0,61 0,39 4,6-Ю-3 4,1

Оксазин 9 0,58 0,42 ! 1,3-Ю-3 3,5

Оксазин 17 0,52 0,48 1,2-10~3 ■ 4,0

теше величины 0 в маловязких растворителях (г> <3 ср) обусловлено теш, что скорость диффузии в этом случае велики и молекулы могут ¡покидать.сферу тушения быстрее, чем произойдет эффективный обмен избыточной энергией. Кроме того, наличие громоздких ауксохромшх групп в молекулах красителей создает дополнительные стерические препятствия сближению молекул, уменьшая перекрытие я-электронных оболочек молекул донора и акцептора. Зависимость Р32 от вязкости также проявляет тенденцию к уменьшению с ростом г?» поскольку кис-лородозависимая составляющая вероятности Р32 уменьшается с ростом вязкости растворителя.

При переходе к дейтерированннм спиртам махадзм влияния растворителя на спектроскопические характеристики ксадаеновых и окса-зиновых красителей связан с другими процесса;®!. 'Показано, что влияние изотопического замещения В —> Н на константы скоростей заселения и дезактивации молекул красителей в Т^- состоянии, незначительно. В то же время квантовый выход флуоресценции в дейте-рированных растворителях возрастает у родашшов на 103 , у окса-зшгов на 40% - 60%. Следовательно рост к однозначно связан с ¡подавлением процесса внутренней конверсии —>80. Уменьшение константы скорости внутренней конверсии наблюдается и для соединений с диэтиламинными концевыми группами, для которых обмен атояамн !Н

15

и D с молекулами растворителя исключен. Данный результат показывает, что скорость беаыздучательного размена анергии электронного возбуждения возрастает при наличии резонансов колебаний атомов Н в молекулах красителя и растворителя. Снижение, скорости индуктивно-резонансного обмена колебательной энергией между возбужденными молекулами красителя и растворителя при дейтерировании последнего ведет также к повышению фотостойкости активной среды.

В главе четвертой в трех параграфах изложен экспериментальный материал о спектрально-люминесцентных характеристиках мицел-лообразных активных сред, установлены механизмы действия цикло-октатетраена (СОТ) и дифенмлбутадиена (ДФВ) на лазерные свойства растворов, ведущие к снижению величины наведенных потерь. По новому трактуется воздействия кислорода на населенность триплетного состояние и протекание обратимых фотореакций в растворах ксанте-нов и оксазинов.

Путем прямого измерения времени жизни Т^-состояния было изучено, наскольно эффективными тушителями являются СОТ и ДФБ. Спектроскопические константы триплетного состояния ряда известных красителей представлены в таблице 2. Сравнение времени жизни -состояния показывает совершенно иную картину, чем оаидалось из общепринятых представлений о роли исследуемых добавок. Присутствие СОТ и ДФБ в растворе не сокращают время кизни Тр состояния. Вместе с тем показано, что они сникают скорость заселения -уровня молекул. Как оказалось, кислород стимулирует заселение Тр уровня, при одновременном его дезактивации, что является новым , для рассматриваемого класса молекул и совершенно меняет представления о природе положительного эффекта кислорода на лазерную эффективность. В обескислороженных растворах константа заселения Т^-уровня молекул меньше, чем в кислородосодеряащих растворах. Этот факт проясняет механизм действия СОТ и ДФБ, который заключается не в аффективной дезактивации T-j- состояния молекул красителей, 8 в снижении скорости интерконварсии S1---->Т1 и ингибирова-

ним процессов обратимой и необратимой фотодеструкцшь

Вввде1Ше в раствор,таких добавок приводит к изменению соль-ватной оболочки молекул красителя (концетрация добавки всегда в 100 раз превышает концентрацию красителя). Это затрудняет диффузию кислорода от окрукаюцего растворителя к молекуле красителя,

16

Краситель Добавка Р9Т-10~Б ¿1 -I с д Р32*1?"5 с * (1(Я с)

°2 5,5 7,6 3,1 3.7

Уранин 02 + ДФБ 4,5 6,8 1.7 3,2

о2 + СОТ 4,0 6,2 1.4 2,5

Незамещенный родамин °2 о2 + ДФБ о2 + СОТ 1,5 1.4 1.5 7.1 4.2 6,2 4,7 3,0 4,2 6,7 7,1 6,7

°2 2,5 Б,3 2,1 4,0

Родамин 61 02 + Д$6 2,0 3,6 1.8 5,0

о2 + СОТ 2,2 3,0 1.4 4,6

°2 3,2 3,1 1.0 3,1

Оксазин 17 о2 + Д$6 2,3 2,0 0,9 4,3

О, +■ СОТ 2,В 2,1 0,8 3,8

°2 3,5 3,7 1,1 2,9

Оксазин 9 о2 + Дж 3,3 3,Б 1,1 3,0

02 + СОТ 2,6 2,8 1,2 3,8

что и сникает скорость заселения Т|- состояния. Кроме того, такая защитная оболочка изолирует молекулу от растворителя, что снижает скорость протекания нежелательных фотохимических реакций. Данный Экспериментальный факт подтверждается и другими независимыми исследованиями. В частности, степень поляризации флуоресценции возрастает й присутствии СОТ в растворе в 2 - 2,5 раза. Кроме того, такое подтверждение имеет место и при увеличении вязкости растворителя, где диффузия кислорода к молекуле красителя замедлена.

Таким образом, полученные результаты позволили впервые показать необходимость создания защитной оболочки, которая позволяет изолировать молекулу красителя от растворителя и растворенного в нем молекулярного кислорода.

В пятой главе, вюшчанцей три параграфа, рассмотрены генерационные характеристик!! молекулярных систем краситель-растворитель

17

-посторонняя химическая добавка и показаны основные пути улучшения лазерных свойств растворов ксантеновых и оксазияовых соединений путем выбора оптимального растворителя и режима возбуждения.

На основании измеренных параметров триплетного состояния путем численного моделирования и экспериментальной проверки исследованы особенности генерации обескислороженных растворов красителей. Показана, что удаление кислорода из этанольных растворов родвминовых и оксазиношх красителей приводит к увеличению к.п.д. и длительности генерации при возбуздении в основную полосу моно-хроматичным излучением длительностью -10 же. При возбуждении йз-лучением импульсных ламп генерация в обескислороженных растворах исследованных красителей отсутствует. Данный эксперимент подтвер-адает полученные результаты снижения скорости заселения триплетного состояния молекул красителей в отсутствии кислорода в растворе.

На основании анализа полученной зависимости населенности Tj-состояния от вязкости растворителя показано, что эффективность генерации красителей в вязких растворителях возрастает при возбуждении импульсом длительностью At 2 '/í^« что связано со снижением величины Т-Т потерь в такой активной среде.

Интересные результаты получены при использовании дейтериро-ванных растворителей. Установлено, что эффективность генерации оксазиновых красителей в дейтерированннх спиртах (CjDgOD и CD3OD) ваше, чем в обычных, при возбуздении как излучением лазера, так и светом широкого спектрального состава. Это обусловлено ростом квантового выхода флуоресценции красителя и замедлением процесса фотодеструкции, связанного со снижением образования радикалов спирта путем разрыва связи C-D в молекуле растворителя.

В шестой главе, в трех параграфах, приведены результаты исследований спектрально-люминесцентных и гейераццошшх характеристик водных растворов комплексов включения /Э -циклодекстрина с такими лазерными красителям), как родамин 61, кумарин I, кумарин 4, кумарин 102 и кумарин 120.

Циклодекстряны (CD)- молекулы, относящиеся к олигосахаридам, способны образовывать комплексы включения типа "хозяин-гость" с различными молекулами красителей. Важное свойство циклодекстринов - их высокая растворимость в воде. Внешняя сфера СБ является гид-

18

рофильной, а внутренняя полость гидрофобной. CD прозрачны в видимой спектральной области. Геометрические размеры различных произ-

о о

водных CD составлют от 9 А до 16 А, а для молекулы ß -CD диаметр

о о

со стороны широкого входа составляет 8 А, и узкого входа 7 А.

Фототехнологаческие возможности CD, связанные со способность» улучшать фотофмзические и фотохимические свойства органических веществ были слабо изучены.

Методом компьютерного моделирования исследованы оптимальные условия образования комплекса включения CD с различными молекулами красителей. Комплексообразование контролировалось но изменению энергии стабилизации при вхождении молекулы красителя в полость CD. При этом учитывалась возможность образования комплекса прямого типа, т.е. когда молекула красителя входит в полость со стороны широкого торца, и обращенного типа, при вхождении молекулы в полость CD со стороны узкого входа.

Моделирование показало, что помимо полного комплексообразо-вания имеет место и частичное вхождение молекул в полость CD. Этот результат показывает, что можно защищать отдельные наиболее уязвимые части больших молекул.

Нами был предложен и реализован способ получения комплексов включения путем механической активации непосредственно из твердой фазы. Полученные комплексы включения всесторонне изучены спектроскопическими методами, методами ЯМР и ИК спектроскопии, рентгено-структурннм и термоаналитическими методами, а также масс-спектро-скопическим методом, которые подтвердили структуру полученных комплексов.

Генерационные свойства водных растворов комплексов включения показали высокую эффективность и фотостойкость новых активных сред. Так, на водном растворе комплекса включения K-I20 с /з-СВ з лазере с накачкой импульсной лампой при энергии возбуждения 300 Дя получена генерация с энергией порядка I Дж. При этом фотостабильность такой среды почти на порядок превышает фотостойкость спиртового раствора. Полученные комплексы позволяют достичь в воде высокую концентрацию, необходимую и при лазерном возбуиде-нии. Эти же активные среды были исследованы и при возбуаденим излучением эксимерного ХеС1 лазера и показали высокую эффективность

19

генерации при повышение фоторесурса до 700 раз. С цель» расширения числа соединений, с которыми мокно образовывать комплексы включения, нами был получен и исследован комплекс на основе К-4. Особенностью данного красителя является то, что лазерное свойство имеет только ионная его форма. Установлено, что использование НН4 со слабо выраженным щелочным свойством позволяет получить соответствующие формы К-4. Спектрйльно-лкминасцентные и генерационные характеристики кумарина 4 в различных растворителях приведены в таблице 3.

Таблица 3

NN Растворитель т ТФ ипор £

ш т НС КЙК/Л Вт/л

I. ЕШ1 320 380 1,0(4,4) - - -

2. ЕШ1+НН3 370 445 4,7 14,5 29 НО

3. н2о 320 445 3,2(5,0) - - ■ -

4. И20Ш1Э 360 445 5,4 17,0 27 -

б. Н20+/3-СВ 320 445 2,5(5,0) - - -

6. н2о+/з-смщ3 360 445 5,5 15,0 60 700

*)- фотостойкость растворов при накачке ХеС1 эксимерным лазером.

Эти исследования показают, что еммиак проникает в полость (3~Сд и образует совключение с К-4. Следовательно, при соответствующих геометрических размерах СБ можно сошшдать в его Полость две молекулы, что важно при осуществлении переноса энергии электронного возбуждения от донора к акцептору.

Тага»,) образом, полученные результаты показывают ишрокие возможности цгаслодекстринов в модификации фотофизических и фотохимических свойств красителей. Данное направление в создании новых лазерных материалов является перспективным и многообещающим.

В главе седьмой, включающей три параграфа, приводятся результаты исследований новых бифяуорофорных кумариновых молекул, где в качестве связующего звена использовано гетероциклическое соединение, обеспечивающее в результате слабого взаимодействия

20

двух хромофоров (кумарин и дашнокумарин) широкую полосу флуоресценции . Подробно исследованы спектрально-люминесцентные и генерационные свойства трех серий бифлуорэфорных кумариновых молекул с различными заместителями в структурах хромофоров. В таблице 4 приведены спектральные и генерационные характеристики двух новых соединений.

Таблица 4

Структура химическая

Растворитель

хп (им)

хф (ил)

тф (не)

ДХГ (ИМ)

диоксан диоксан +

снэсоон

ЕШ ЕЮН +

сн3соон

433

460 440

470

510

525 605

525

1.5

1.55 0.4

0.6

14.4

22 10

18

520-535

530-570

_к=

'«Г Ж

(о)

диоксан 446

диоксан +

СНдСООН 455

ЕЮН 465

ЕЮН +

сн3соон 505

525

545 545

545

1.6

1.6

3.4

3.0

0.6

34

II

530-545

Б65-610

Следует отметить, что эти и другие соединения генерируют в спектральной области, где эффективность известных активных сред крайне низка. Как и ожидалось, эти соединения при возбуждении излучением азотного и экелмерного лазеров имеют широкий диапазон перестройки частоты генерации на 10-15 нм превышающий известные

21

лазерные красители, генерирующие в данном спектральном диапазоне. Кроме того, они также превосходят известные соединения по эффективности н фотостойкости.. Благодаря. широкой полосе перестройки частоты генерации такие молекулы в лазерных системах обеспечивают перекрытие необходимого спектрального диапазона при менывем числе активных сред.

Предложены и исследованы производные кумаринов, представляющие собой донорную компоненту бифяуорофорной молекулы и генерй-руадие в сине-зеленной области спектра. Показано, что введение объемного тиазольного гвтероцикла в положении 3 кумаринового хромофора повышает фотостойкость и эффективность генерации при возбуждении импульсными яэгеит.

В восьмой главе представлена результата экспериментальных исследований По разработке новых способов компенсации термооюти-ческих искажений активной среда в условиях мощного возбужения импульсными лампами. Предложены и реализованы оригинальные методы динамической компенсации термооптических искажений путем создания в активной среде наведенной положительной линзы за счет разности температур раствора красителя и теплоносителя, которая поддерживается постоянной в определенных диапазонах температур в процессе возбуждения лазера.

Показано, что использование ретрорефлекторного зеркала в качестве "глухого" зеркала резонатора позволяет на порядок снизить угловую расходимость излучения при незначительном снижении выходной энергии генерации.

Предложен и реализован способ накачки лазера на красителе, основанный на фэрмировазше крутизны переднего фронта импульса путем пропускания света импульсных ламп через фэтообесцвечива-вдийся раствор красителя. Показано, что таким образом сформированный крутой фронт импульса накачки позволяет резко снизить тепловые искажения, возникащие в начальный момент до достижения порога генерации. Кроме того, существенно снижается требование к длительности импульса, что позволяет увеличить электрическую энергию накачки.

Разработан и исследован новый класс УФ -фильтров - трансформаторов, позволяющих на порядок увеличить фэтостойкость и в 3 - 5 раз повысить выходную энергию генерации лазерных красителей.

22.

В девятой глава в шести параграфах рассмотрены новые метода управления спектральными характеристиками высокоэнергетичных лазеров на красителях с ламповой накачкой. Показано, что метод инжекции и захвата частоты внешнего узкополосного излучения является высокоэффективным и при использовании его для сужения спектра высокоэнергетического лазера с болыгой длительностью импульса генерации. Впервые разработаны и предложены способы повышения эффективности преобразования энергии широкополосной генерации в узкую инжектируюмую линию при использовании нелинейного поглотителя помещенного в резонатор лазера на красителе (усилитель спектрального контраста), а также при инжектировании дополнительной частоты наряду с основной усиливаемой линией. Полученные результаты позволяют реализовать мощные узкополосные лазерные системы с плавной перестройкой частоты генерации для практического применения в селективной спектроскопии, цветной голографии и т.д.

ЗАЗШОЧЕНИЕ

Основные результаты и вывода, полученные в диссертационной работе заключаются в следующем:

1. Установлены основные требования к импульсу возбуждения, выполнение которых позволило повысить амплитудное и временное разрешение метода кинетической спектроскопии при исследовании трнллет-триплетного (Т-Т) поглощения в высокоэффективных лазерных красителях. При использовании в качестве источника возбуждения мощного лазера на красителях с импульсом генерации, сформированном в соответствии с этими требованиями, разработан и экспериментально реализован спектрофотометр, позволяющий определять времена хизни тер триплетного состояния и вероятности ннтеркомбинационной

конверсии 3)---->Т1 в органических соединениях с нязккм квантовым

выходом молекул в триплетное состояние. С помогаю этого спектрофотометра проведены прямые измерения спектроскопических кснствнт скоростей внутренней дезактивации триплетного состояния ксантено-вых и оксззиновых красителей в условиях, соответствующие их применению в качестве активных сред лазеров.

2. На основе измерений констант йнтеркомбннационных переходов молекул красителей в обескислороженных и кислородосодеряащих растворах впервые установлено, что удаление молекулярного кислорода из лазерного раствора ведет не к увеличению, а к уменьшению

23

населенности тришютного состояния при условии, что длительность импульса возбуждения не превышает величины, обратной константе скорости интерконверсии (1/Р32)- Из этих результатов следует нетривиальный вывод о том, что лазерная эффективность красителей должна повышаться (а не понижаться, как считалось ранее) при удалении кислорода из раствора. Это было подтверждено в специальных экспериментах с монохроматической накачкой раствора, сводившей к минимуму нежелательное влияние фотохимических эффектов:

3. Систематически изучены спектрально-люминесцентные и фотохимические свойства многокомпонентной молекулярной системы краситель-растворитель-добавка. Установлено, что положительное действие добавок цшшоктатетраана (СОТ) и дафенилбутадаена (ДВЕ) связано не с сокращением времени жизни т,р, ас уменьшением константы скорости интерконверсии ---->Т1 и ингибированием процессов обратимой и необратимой фотодеструкции лазерных сред вследствии образования мицеллоподобных комплексов в растворе. Исследованы зависимости кинетических параметров триплетного состояния ксанте-новых и оксазиновых красителей от вязкости растворителя. Показано, что лазерные свойства красителей в условиях возбуждения импульсами длительностью Дt < т^ определяются процессами накопления, а не ухода молекул с триплетного уровня. Следовательно, использование вязких растворителей позволяет повысить энергетические параметры лазерных систем. Изучены спектрально-люминесцентные и генерационные характеристики ксантеновых и оксазиновых красителей в дейтерированных спиртах. Установлено, что увеличение квантового выхода флуоресценции в результате замещения Н—>Б объясняется подавлением процесса безызлучательной Ешутренней конверсии; такое замещение слабо влияет на величины и Т^^ ■ Показано экспериментально, что использование дейтерированных спиртов позволяет повысить лазерную эффективность различных оксазиновых красителей от 2 до 6 раз.

4. Предложен новый подход к улучшению лазерных свойств активных сред, основанный на экранировании молекула красителя от растворителя и растворенного в кем молекулярного кислорода путем создания вокруг нее специальной сольватной оболочки. Установлено, что наиболее аффективным образом такая защитная оболочка может быть создана при включении молекулы красителя в циклодекст-

24

риш. Путем компьютерного моделирования структур шшодекстрина и аминозамещенных кумаринов методом силового поля Ш2 показано формирование комплекса включения типа "хозяин-гость". Установлено, что для больших молекул красителей возмокна защита отдельных ее частей, которые внедряются в полость циклодекстрина. Методами ЯМР, ПМР, Ж -спектроскопии, а также путем рентгеноструктурного и термоаналитического анализа установлены структуры полученных комплексов включения красителей с циклодекстринами. Показано, что данные комплексы могут служить в качестве новых высокоэффективных водорастворимых активных сред для систем как с лазерным Возбуждением, так и накачкой излучением импульсных ламп.

5. Синтезированы и исследована новые производные кумаринов, генерирующие в сине-зеленной области спектра. Показано, что при накачке импульсными лампами они обеспечивают высокую фотостойкость и к.п.д. генерации за счет введения объемного тиазолького гетероцикла в положении 3 кумаринозого хромофора. Предложены и исследовании спектрально-люминесцентные и генерационные свойства новых кумармновых бифяуорсфорных молекул на основе производных кумарина и иминокумзр!ша. Показано, что использование тиазольного гетероцикла в качестве связующего звена двух хромофоров позволяет получить у бте&яуорофора шрокую полосу фяуоресценщм. На основе -бифлуорофорннх кумариновых молекул предложета новые актлвпне среды, расширяющие на 10-15 нм диапазон перестройки частота генерации по сравнению с известными красителями.

6. Предложен ряд но2ых способов повыаешм эффективности генерации лазеров на красителях с лшшоеым возбуждением.

- Предложен и исследован новый класс фяльтров-трансформато-ров УФ излучения на основе водных ротворов солей лантаноидов, позболяших на порядок увеличить фотостсйкость жтависй среды и в 3-5 раза повысить выходную энергию генераций.

- Показано, что возбувдение активной среда лазера на красителях шотульссм со специально сформированным крутым передним фронтом, осуществляется путем пропускания его через фотообеецна-чивакщийся фильтр, позволяет повысить длительность, вф^ктавность и выходную энергию генерации.

- Установлено, что при формировании в активной среде наведанной положвлыюй разности температур менду теплоносителем и

25

раствором красителя в пределах 0,Б°С - 4°С, обеспечивается долговременная стабильность выходных параметров лазерной системы (расходимость, анергия и к.п.д. генерации, ресурс непрерывной работы) при работе лазера с большой частотой повторения импульсов.

- Исследована эффективность использования ретрорефлекторного зеркала (РЗ) в качестве глухого зеркала резонатора в лазере на красителях с ламповой накачкой при средней выходной энергии 1-5 Дх для повышения угловой яркости излучения. Определены , оптимальные условия работы лазера с РЗ, позволяющие снизить угловую расходимость на порядок при незначительном падении выходной энергии генерации.

7. Предложены метода высокоэффективной генерации в лазере на красителях с ламповой накачкой в режиме узкой спектральной линии излучения. В частности, детально рассмотрены возможности использования для этих Целей инкекции и захвата частоты внешнего узкополосного излучения в высокоэнергетичных лазерах с большой длительностью импульса генерации. Для повышения эффективности этого метода предложен и реализован способ подавления широкополосного фона свободной генерации с помощью нелинейного поглотителя (усилителя спектрального контраста), помещенного в резонатор мощного лазера на красителе. Показано, что при этом достигается полнов преобразование энергии широкополосной генерации в узкую инжектируемую линию. Показано также, что использование усилителя спектрального контраста Позволяет повысить чувствительность метода вну трире зона гарной лазерной спектроскопии более чем на порядок без существенного удлинения импульса генерации.

Другой способ, позволяющий подавить широкополосный фон гене-гации при инжекции внешнего сигнала в лазер на красителях, заключается в одновременной шшекции в резонатор лазера излучения На двух частотах. Показано, что в зависимости от соотношения интен-сивностей ¡йжеКтируемах линий и Их спектрального _ расположения мояно реализовать режим узкополосной генерации с максимальной концентрацией выходной анергии на заданной частоте.

Основное содержание диссертации отражено в следущих публикациях.

I. Рубинов А.Н., Асимов М.М. Измерение спектров усиления и триплет-триплетного поглощения органических соединений с помощью

26

перестраиваемого по частоте лазера ив красителях //Опт. и спектр. -1976.- Т. 41. * 3.- С.451-455.

2. Смольская Т.Н., Рубинов А.Н., Асимов М.М. Определение, константы тушения триплетного состояния родамина 6Ж кислородом по характеристикам генерации //Опт. и спектр.- 1973.- Т. 34.- С.410-413.

3. Рубинов A.ÏÏ., Асимов М.М. Метод определения времени жизни триплетного состояния растворов органических соединения //Опт. и спектр.- 1977.- Т. 42, № 4.- С.645-650.

4. Рубинов А.Н., Асимов М.М. Временной ход усиления в растворе родамина 6Ж при ламповом возбуждении //Квант, электроника.-1972.- Т. 42, M 4.- C.I08-IIÛ.

5. Рубинов А.Н., Кечкемети И., Асимов М.М., Козма Л. Механизм действия циклооктатетраена на лазерные свойства раствора родамина 6Ж при ламповом возбуждении //Acta Pys. et Cheat.- 1977.-V. 23.- P.199-200.

6. Rublnov A.N., AsifTOV M.M. Ell'ect cyclooctatetraene on the laser properties oi rhodamlne 60 solution under flash-lamp excitation //J. Luminescence.- 1977.- V. 15.- P.429-436.

7. Рубинов А.Н., Асимов М.М. Потери излучения на рассеяние в ОКГ на растворах органических красителей //дур. прикл. спектр.- 1976.- Т. 25.- С.232-235.

8. Рубинов А.Н., Асимов М.М., Гавриленко В.Н. Спектроскопия наведенного поглощения в лазерных растворах ксантеновых и оксази-новых красителей. Минск. 1982. (препринт/Ин-т физики АН БССР: 261).

9. Асимов М.М., Гавриленко В.Н., Рубинов А.Н. Применение лазера на красителе с ламповой накачкой для исследования наведенного поглощения в активных средах на основе растворов сложных молекул //Приборы и техн. эксперим. 1983. № 3. С. 174- 176.

10. Асимов М.М., Гавриленко В.Н., Рубинов А.Н. Определение спектроскопических постоянных интеркомбинациснных переходов некоторых лазерных красителей //Кур. прикл. спектр.- 1982.- Т. 25, № 5.- С.791-796.

11. Асимов М.М., Гавриленко В.Н., Рубинов А.Н. Спектроскопические параметры триплетного состояния ряда лазерных красителей в различных растворителях //Яур. прикл. спектр.- 1982.- Т. 36.27

G. 583-586.

12. Асимов M.M., Гавриленко В Л!. . Рубинов А.Н. Измерение характеристик Т-Т -поглощения этанольного раствора родамина ЗВ // Опт. и спектр.- 1982.- Т. 52,- С. 258-262.

13. Асимов М.М., Гавриленко В.Н. Влияние дейтерирования растворителей на константы скоростей безызлучательных процессов в ксантеновых и оксэзиновых красителях //Тезисы Всесоюзного совещания по лхшнесценции и ее применениям. Харьков. 1982.- С. 17.

14. Асимов М.М., ВушукВ.А., Гавриленко В.Н., Жуковская А.И., Козма Л. Спектроскопические свойства ксантеновых красителей в мицеллообразной среде. В кн.: 3-rd Conference on Luminescence. Conference gigest. Szeged'. Hungary. 1979.- V. 2,- P. 85-86.

15. Рубинов A.H., AcijMob-M.M., Гавриленко В.Н., Козма Л. Влияние химических добавок на спектроскопические и генерационные характеристики ксантеновых и оксазиновых красителей. В кн.: 4 -th Conference on Luminescence. Conference digest. Szeged., Hnugary. -1982.- 4. 2,- P. 297-300.

16. Асимов M.M., Гавриленко B.H., Рубинов Л.Н. Особенности! генрации обескислороженных растворов лазерных красителей //Шур. прикл. спектр.- 1982.- Т. 37, I.- С. 49-53.

17. Aalmov М.М., Gavrilenko V.N., Rubinov A.N. Laser photolysis of laser dyes and the influence of triplet quenchers. // J. of Luminescence- 1990.- V.46,- P. 243-249.

18. Rubinov A.N., Aalmov li.M., Varpakhovich A.G. The spectral nerrowing of a high-power ilashlamp-pumped dye laser by injection of rxternal nerrow-band radiation. // Applied Physics В -1994. V.B-58, P. 83-84.

19. Асимов M.M., Гавриленко В.Н.,. Рубинов А.Н., Жуковская А.И. Влияние дейтерирования' растворителей на спектралыю-люминес-центнне и генерационные характеристики ксантеновых и оксазиновых красителей //Жур. прикл. спектр.- 1983.- Т. 39, № I,- С. 47-51.

20 Асимов М.М., Гавриленко В.Н., Рубинов Л.Н. Влияние химических добавок на характеристики наведенного поглощения растворов ксантеновых и оксазиновых красителей //Опт. и спектр. - 1983.- Т. 53, Jb 3.- С. 447-452.

21. Асимов М.М., Гавриленко В.Н., Рубинов А.Н. Зависимость лазерной эффективности растворов красителей от условий возбужде-

28

шш !к .параметров активной с рода //Жур. прикл. спектр.- 1985.- Г. 43, Я'6.-'С. 555-558.

22. Асимов М.М., Рубинов А.И., Варпахович А.Г. Сужение спектра генерации лазера на красителе с ламповой накачкой методом инкекции внешнего узкополосного сигнала //Жур. прикл. спектр.-1937.- Т. 47, Л 3.- С. 389-393.

23. Асимов М.М., Рубинов А.Н., Лопатко В.Н. Повышение чувствительности метода BEJIG с помощью нелинейного поглотителя //Квантовая электроника - 1986,- Т. 13. Jt 10.,- С. 2067- 2070.

24. Асимов М.М., Катаркевич В.М., Коваленко С.Н., Никитченко 'В.М., Новиков А.И., Рубинов А.Н., Эфендиев Т.Ш. Снектрально-лши-песцентные и генерационные характеристики новой серии бифлуоро-фэрных лазерных красителей //Опт. и спектр. - 1987.-Т. S3, Л 3. С. 606-609.

25. Асимов М.М., Рубинов А/Н., Варпахович А.Г. Повышение угловой яркости излучения лазера на красителях с ламповой накачкой при помощи ретрорефяекторного зеркала //Докл. АН БССР - 1988. -Т. 32, »9. С. 784-786.

26. Асимов М.М., Варпахович А.Г., Зайцев Ю.С., Костенич Ю.В., Пактвр М.К., Парамонов Ю.М., Рубинов А.Н., Эфендиев Т.Ш. Лазер на основе эпоксиполимера, активированного красителями с импульсом генерации микросекундной длительности //Жур. прикл. спектр. -1988. - Т. 49, М I.- С. 127-130.

27. Aslmov М.М., Nikitchenko V.M., Novlcov A.I., Rublnov A.N., Bor Zs., Gathy I. New high - efficiency biacoumarln laser dyes //Che®. Phys. Letters - 1988. V. 149, N 2. P. 140-144.

28. Асимов M.M., Лопатко B.H., Рубинов А.Н. Численное иссла-дованиа влияния нелинейного поглотителя на чувствительность метода ВРЛС //Квантовая электроника - 1989.- Т. 16, № 7.- С. 424-427.

'29: Асимов М.М., Лопатко В.Н., Рубинов А.Н. Псвывение спектрального контраста оптических сигналов методом ВРЛС //Квантовая электроника - 1989.- Т. 16, JS 7.- С. 434-441.

30. Асимов М.М., Рубинов А.Н., Лопатко В.Н., Варпахович А.Г. Применение нелинейного фильтра в лазерах на красителях для повы-иения чувствительнее«* ¡внутрирезонаторной спектроскопии и эффективности сужения ШШ генерации // Изв. АН БССР сер. физ.-мат. наук - 1989.- № 6. 'Ö-. 32-36.

31. Асимов М.М., Варпахович А.Г., Рубинов А.Н. Подавление фона свободной генерации при инхекции внешнего монохроматического излучения в резонатор высокоэнергетичного лазера на красителе с ламповой накачкой //Квантовая электроника - 1990.- Т, 17. Jé 4.-С. 89-96.

32. Аснмов М.М., Гавриленко В.Н., Козма Л., Никитченко В.М., Новиков А,И., Рубинов А.Н. Фотофмзические и фотохимические свойства кумариновых бифлуорофорных молекул //Жур. прикл. спектр. -1990. - Т. 53, * 2.- С. 201-207.

33. Асимов М.М., Рубинов А.Н., Варпахович А.Г, Пешев З.И. Исследование эффективности захвата частоты и усиление внешнего узкополосного излучения мощным лазером на красителе с ламповой накачкой длительность» генерации более 160 мкс // Докл. АН БССР -

1990. - Т7 34, * 12. С. 1077-1080.

34. Асимов М.М., Варпахович А.Г., Гвоздев A.A., Мисвков Н.Я., Ненчев М.Н., Пешев З.И., Рубинов А.Н. Применение в методе ВРЛС лазера на красителях с длительностью импульса генерации более 150 МКС //Жур. прикл. спектр. - 1991. - Т. 54. J6 I,- С. 84-87.

35. Асимов М.М., Ненчев М.Н., Пешев З.И., Рубинов А.Н., Варпахович А.Г., Велковска Ю. Захват частоты в мощном лазере на красителях при двухволновой инкекции //Квантовая электроника -

1991.- Т. 17, *2. - С. 228-231.

36. Асимов М.М., Чуев В.П., Коваленко С.Н., Никитченко В.М., Рубинов А.Н. Влияние циклодекстринов и водорастворимых полимеров на спектроскопические и генерационные характеристики родамина 6X1 // Оптика и спектр.- 1991.- Т. 70,- С. 544-546.

37. Асимов М.М., Чуев В.П/, Коваленко С.Н., Никитченко В.М., Рубинов А.Н., Каменева О.Д., Степанян С.Г. Генерация водного раствора комплексов включения амино-замещенных кумаринов с ß- цикло-декстрином. //Квантовая электроника - 1991.- Т. 18, № II.,- С. 1308- 1310.

38. Kovalenko S.N., Stepanian S.O., Chuev Y.P., As lino v K.M., et all. Modelling of formation processes of Inclusion complexes of coumarin laser dyes and ß - cycloüextrin by Ш2 íors field method. 1 Л-ат1по-4-methyl coumarins. //Molecular Englnerlng.- 1992. A 2. - P.153-163.

39. Чуев В.П., Каменева О.Д., Никитченко В.М., Асимов М.М.,

30

Коваленко С.Н. Модификация свойств аминокумаринов путем комплек-сообразования с ß- циклодекстрином в твердой фазе. //Жур. прикладной спектр,- 1992. -Т. 57, Л 3-4.,- С. 257-263.

40. Асимов М.М,, Ли Чунхуей, Рубинов А.Н. Влияние ß- цик-лодекстрина на спектральные и генерационные характеристики водного раствора кумарина 4. //Докл. АН Беларуси. - 1993.- Т. 37, № I. -С. 28-31.

41. Асимов М.М, Гавриленко В.Н., Козма Л., и др. Внутримолекулярный перенос энергии в бифпуорофорах на основе кумариновых красителей. //Опт. и спектр.- 1991.- Т. 70,- С. 384-389.

42. Асимов М.М, Гавриленко В.Н., Никитченко В.М., и др. Исследование наведенного поглощения в кумариновых бифлуорофорных молекулах. //Изв. AHB. Сер. физ.-мат. наук.- 1992. Л I. - С.44-49.

43. Чуев В.П., Коваленко С.Н., Половинко З.Г., Асимов М.М. Влияние циклодекстринов и водорастворимых полимеров на спектральные и генерационные характеристики родамина 6Ж. //Тезисы докл. VI Всесоюзной конфер. "Люминофоры -90. Органические лшинафэры и их применение в народном хозяйстве". 3-7 сент. 1990. Харьков. С. 214.

44. Kovalenko S.N., Stepanian S.G., Aslroov М.М., Nikitchento V.M., Chernikh V.P. Moiielling of fomatlon prosseses of 1пс1из-3lon coraplexea of 7-hidroxy-4-methyle coumarlns wlth cyclodextrin by the MM2 forse iieleil method. //Тезисы докл. Япония, Май, 1993.

45. Асимов М.М., Лука™в В.В, Рубинов А.Н., Ямнов А.Л. Применение новых УФ фильтров-трансформаторов излучения в лазерах на красителях с ламповой накачкой //Материалы 7-го Всес. координ. совета по фотохимии лазерных сред на красителях. Луцк, 1990. С. 8-9.

46. A.c. 1637624 СССР МНИ Н Ol S 3/20.Активная среда лазера /М.М.Асимов, А.Г.Варпахович, А.Н.Рубинов и др. (СССР).- JS 4619 -457/25; Заявлено 15.12.88; Опубл. 22.10.90.

47. A.c. 1639377 СССР МНИ Н Ol S 3/20. Активная среда лазера /М.М.Асимов, А.Г.Варпахович, А.Н.Рубинов и др. (СССР).- Ä 4694 -393/25; Заявлено 23.05.89; Опубл. I.I2.90.

48. A.c. I772II8 СССР МКИ С 09 В 57/00. Способ получения водорастворимых форм производных кумарина в качестве активных сред лазера /М.М.Асимов, В.П.Чуев, А.Н.Рубинов и др. (СССР). -Je 4793997/05; Заявлено 26.03.91; Опубл. 30.10.92.

31

49. А.с. 1814477 СССР МКИ Н 01 Б 3/20. Активная среда лазера. /М.М.Асимов, В.П.Чуев, А.Н.Рубинов и Др. (ССОР). № 4921640/25 Заявлено 26.03.91; Опубл. П.Н.Э2.

50. А.с. 1814478 СССР МКИ Н 01 Б 3/20. Активная среда лазера. /М.М.Асимов, В.П.Чуев, А.Н.Рубинов и др. (СССР). *- 4921932/25 Заявлено 26.03.91; Опубл. II.II.92.

61. Коваленко С.«., ЧуевВ.П., Никитченко Б.М., Асимов'hf.fi. Электронные спектры поглощения карбоямевых и дакарбониевых ионов, 'Содержащих гетероциклические ядра с бифенильной основой. //Теор. ■и экспер. хим.- 1990. * 3.- С. 284-291.

52. Асимов М.М., Гавриленко В.Н., Никитченко В.;М., и др. Фотофизические и фотохимические свойства -новых 'бифяуорофорных ку-мар1Шовых молекул. 1994 (препринт/Ин-т физики АНБ 23 С).

53. А.с. 7433282 СССР МКИ С 01 N 21/02. Способ определения спектральных и временных характеристик триплетного состояния органических соединений. /М.М.Асимов, В.Н.Гавриленко, ин.Рубинов (СССР). * 2723334/18-25 Заявлено 27.12.78.

С>4. А.с. 982496 СССР Ш 0 01 К 21/02. Лазер на ¡растворах органических соединений. /М.М.Асимов, В.Н.Гавриленко, АЛ1 .Рубинов (СССР). Я! 2974467/18-25 Заявлено 16.08.82.

55. А.с. 1063265 СССР МКИ 0 01 N 21/02. Лазер на растворах органических соединений с оптической накачкой. /М.М.Асимов, В.Н.Гавриленко, А.Н.Рубинов. А.И.Жуковская. (СССР). «=3296568/25 Заявлено 22.08.83.

56. А.с. 982496 СССР МКИ Н 01 Б 21/02. Способ возгонки органических красителей. /М.М.Асимов, Е.В.Портнов, -А.Н.Рубинов. (СССР). * 4078102/18-25 Заявлено 22.10.87.

57. А.с. 1792205 СССР МКИ Н 01 Б 3/10. -Способ накачки лазера на красителях. /М.М.Асимов, А.Г.Варпахович, А.Н.Рубинов (СССР). & 4801353/25 Заявлено 01.10.92.

58. А.с. 1245204 СССР МКИ С 01 N 21/02. Способ генерации лазера на растворах красителей с ламповой накачкой. /М.М.Асимов, А.Н.Рубинов, В.А.Алексеев, А.Г.Варпахович. (СССР). » 3854181/25 Заявлено 15.03.86.

59. А.с. 1540614 СССР МКИ Н 01 Б 3/20. Активная среда лазера. /М.М.Асимов, А.Н.Рубинов, А.Г.Варпахович, В.М.Никитченко, А.И.Новиков. (СССР). № 4323962/25 Заявлено 02.11.87.

32

АСИМОВ Мустафо Муэгамедович

НОВЫЕ АКТИВНЫЕ СРВД И ЛАЗЕГЫ НА КРАСИТЕЛЯХ С ЛАМПОВОЙ НАКАЧКОЙ

Подписано к печати 27.05.1994. формат 60*90 I/I6: Бумага типографская. Печать офсетная. Объем 2 п.л. Тираж 100 экз. Заказ id . Бесплатно.

Институт ¿Емзики им. Б.И.Степанова АНВ

220602, Г. Минск, ГСП, пр. Ф. Скорины, 70

Отпечатано на ротапринте Института физики им. Б.И.Степанова

АНБ. Лицензия ЛВ й 685 от 23.12.93 г.