JPH01157584A - レーザー発振材料 - Google Patents
レーザー発振材料Info
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- JPH01157584A JPH01157584A JP63173176A JP17317688A JPH01157584A JP H01157584 A JPH01157584 A JP H01157584A JP 63173176 A JP63173176 A JP 63173176A JP 17317688 A JP17317688 A JP 17317688A JP H01157584 A JPH01157584 A JP H01157584A
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- Japan
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- zeolite
- laser active
- laser
- active medium
- glass
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/17—Solid materials amorphous, e.g. glass
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
１束よ叫豆亙分災
本発明は、高濃度にレーザー活性媒物質を含有でき、濃
度消光を起こしにくく蛍光寿命の長いレーザー発振材料
に関する。
度消光を起こしにくく蛍光寿命の長いレーザー発振材料
に関する。
従来技術
固体レーザーでは、通常、遷移金属または希土類元素を
レーザー活性媒質とし、結晶性絶縁材料またはガラス材
料を母体として、活性媒質を母体中に少量、不純物とし
て混入したものを発振材料として用いており、レーザー
活性媒質となるイオンの種類と母体との組合せにより、
種々のものが提案されている。
レーザー活性媒質とし、結晶性絶縁材料またはガラス材
料を母体として、活性媒質を母体中に少量、不純物とし
て混入したものを発振材料として用いており、レーザー
活性媒質となるイオンの種類と母体との組合せにより、
種々のものが提案されている。
ガラスレーザーとしては、ガラスを母体とし、これにＮ
ｄ３＋イオンを溶かし込んだものが市販されている。ガ
ラスレーザーは、結晶性母体に、単結晶を用いたものと
比較して、容易に各種の形状に成形でき、大形材料も得
やすい。さらに、リン酸塩ガラスの場合には比較的多く
の活性媒質を混入させることができるので、瞬間的な大
パワー、大エネルギーの発生に適しているが、未だ解決
すべき問題も多い。
ｄ３＋イオンを溶かし込んだものが市販されている。ガ
ラスレーザーは、結晶性母体に、単結晶を用いたものと
比較して、容易に各種の形状に成形でき、大形材料も得
やすい。さらに、リン酸塩ガラスの場合には比較的多く
の活性媒質を混入させることができるので、瞬間的な大
パワー、大エネルギーの発生に適しているが、未だ解決
すべき問題も多い。
珪酸塩ガラスレーザーは、機械的強度、耐熱衝撃性に優
れているが、濃度消光が大きい。即ち、Ｎｄイオンを多
量に添加した方が高出力が得られるが、Ｎｄイオンを多
量に添加すると濃度消光を起こして蛍光寿命が短くなる
ため、実際には多量のＮｄ２Ｏ，をドープできない。
れているが、濃度消光が大きい。即ち、Ｎｄイオンを多
量に添加した方が高出力が得られるが、Ｎｄイオンを多
量に添加すると濃度消光を起こして蛍光寿命が短くなる
ため、実際には多量のＮｄ２Ｏ，をドープできない。
リン酸塩ガラスは、珪酸塩ガラスよりも多くのＮｄ２Ｏ
３を含有することができるが、未だ濃度消光が大きく多
量のＮｄ２Ｏ，をドープできない。また、多量のＰ２０
！ｉを含有することにより、耐湿性および耐熱衝撃性の
著しい低下を引き起こすことが、重要な問題となってい
る。
３を含有することができるが、未だ濃度消光が大きく多
量のＮｄ２Ｏ，をドープできない。また、多量のＰ２０
！ｉを含有することにより、耐湿性および耐熱衝撃性の
著しい低下を引き起こすことが、重要な問題となってい
る。
■が ′ しようとする
本発明は、高濃度にレーザー活性媒質を含有でき、しか
も濃度消光を起こしにくくて蛍光寿命が長く、耐熱衝撃
性も高いレーザー発振材料を提供するものである。
も濃度消光を起こしにくくて蛍光寿命が長く、耐熱衝撃
性も高いレーザー発振材料を提供するものである。
見回ム豊双
本発明のレーザー発振材料は、母体中にレー ゛
ザー活性媒質を分散した固体レーザー発振材料において
、前記母体としてゼオライトの溶融成形体を用いたこと
を特徴とする。
ザー活性媒質を分散した固体レーザー発振材料において
、前記母体としてゼオライトの溶融成形体を用いたこと
を特徴とする。
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明で母体として用いられるゼオライトとしては、下
記一般式（Ｉ）で表わされるものが好適であり；特に結
晶性ゼオライトが好ましい。
記一般式（Ｉ）で表わされるものが好適であり；特に結
晶性ゼオライトが好ましい。
ｋＭｅ（２７【）０・Ａｌ２Ｏ３・ｍ５ｉｏ□・ｎＰ２
Ｏ５・・・（Ｉ）（Ｍｅ：アルカリ金属またはアルカリ
土類金属 ｋ ： ０．０１〜１０ １２ ： Ｍ ｅの価数 ｍ：１．５〜１５０ 一３＝ ｎ：０〜１０） 上記一般式（Ｉ）中のＭｅはゼオライト結晶中のカチオ
ンであり、アルカリ金属およびアルカリ土類金属から選
ばれる金属である。ゼオライトの溶融成形に先立って、
これらの金属の一部または全部を、レーザー活性媒質を
構成する金属で置換することにより、レーザー活性媒質
イオンの均一分散が可能となる。即ち、レーザー活性媒
質となる金属イオンでイオン交換されたゼオライトのを
原料とするガラス成形体が固体レーザー発振材料として
好適に用いられる。したがって、Ｍｅは、レーザー活性
物質を構成する金属とイオン交換され得る金属であり、
かつ、レーザー活性媒質の発光を妨げない金属であるこ
とが要求され、特にＮａ、に、Ｌｉ、Ｃａ。
Ｏ５・・・（Ｉ）（Ｍｅ：アルカリ金属またはアルカリ
土類金属 ｋ ： ０．０１〜１０ １２ ： Ｍ ｅの価数 ｍ：１．５〜１５０ 一３＝ ｎ：０〜１０） 上記一般式（Ｉ）中のＭｅはゼオライト結晶中のカチオ
ンであり、アルカリ金属およびアルカリ土類金属から選
ばれる金属である。ゼオライトの溶融成形に先立って、
これらの金属の一部または全部を、レーザー活性媒質を
構成する金属で置換することにより、レーザー活性媒質
イオンの均一分散が可能となる。即ち、レーザー活性媒
質となる金属イオンでイオン交換されたゼオライトのを
原料とするガラス成形体が固体レーザー発振材料として
好適に用いられる。したがって、Ｍｅは、レーザー活性
物質を構成する金属とイオン交換され得る金属であり、
かつ、レーザー活性媒質の発光を妨げない金属であるこ
とが要求され、特にＮａ、に、Ｌｉ、Ｃａ。
Ｍｇが好ましい。
一般式（’Ｉ）において、ｎ＃ｏの系は特にリン含有ゼ
オライトを示す。リン含有ゼオライトに関しても、リン
を含有しないゼオライトと同じく、Ａ、Ｂ、○、Ｒ，Ｖ
／などの種々の結晶形の一４＝ ものが存在し、それぞれＰ−Ａ型、Ｐ−Ｂ型、ｐ−ｏ型
、Ｐ−Ｂ型およびｐ−ｗ型と呼ばれ、イオン交換能を有
しており、母体材料として有用である。一般式（Ｉ）に
おいて、ｎ＝ｏ〜１ｏが好ましい。ｎが１０を越えると
、リンの割合が多く機械的強度が低下し、好ましくない
。
オライトを示す。リン含有ゼオライトに関しても、リン
を含有しないゼオライトと同じく、Ａ、Ｂ、○、Ｒ，Ｖ
／などの種々の結晶形の一４＝ ものが存在し、それぞれＰ−Ａ型、Ｐ−Ｂ型、ｐ−ｏ型
、Ｐ−Ｂ型およびｐ−ｗ型と呼ばれ、イオン交換能を有
しており、母体材料として有用である。一般式（Ｉ）に
おいて、ｎ＝ｏ〜１ｏが好ましい。ｎが１０を越えると
、リンの割合が多く機械的強度が低下し、好ましくない
。
さらに、ゼオライトとしては、一般式（Ｉ）でｎ＝１．
５〜２０の結晶性ゼオライトが好ましく、特にＡ型、Ｘ
型、Ｙ型、Ｐ−Ａ型、Ｐ−Ｂ型、Ｐ−Ｂ型およびＰ−ｗ
型ゼオライトが好ましい。
５〜２０の結晶性ゼオライトが好ましく、特にＡ型、Ｘ
型、Ｙ型、Ｐ−Ａ型、Ｐ−Ｂ型、Ｐ−Ｂ型およびＰ−ｗ
型ゼオライトが好ましい。
レーザー活性媒質としては、Ｅｕ”、Ｅｒ３４′、Ｈｏ
”、Ｎｄ”、Ｐｒ”、Ｓ ｍ”、Ｔｍ”、Ｙｂ”、Ｄｙ
２＋、Ｔｍ２＋などの希土類イオンが特に好ましい。
”、Ｎｄ”、Ｐｒ”、Ｓ ｍ”、Ｔｍ”、Ｙｂ”、Ｄｙ
２＋、Ｔｍ２＋などの希土類イオンが特に好ましい。
レーザー発振材料において生じる濃度消光と言われる現
象は、濃度増加により、隣接するレーザー活性媒質同志
の相互作用が原因で起こる。
象は、濃度増加により、隣接するレーザー活性媒質同志
の相互作用が原因で起こる。
したがって、レーザー活性媒質はＬｉ子づつ独立して相
互作用を起こさない距離を保つ必要がある。しかしなが
ら−射的には、原料粉末を溶融して製造する方法では、
レーザー活性媒質の ＼粉末が均一に原子レベルで分
散しにくいため、溶融時に凝集体を形成し、これにより
濃度消光が起こる。
互作用を起こさない距離を保つ必要がある。しかしなが
ら−射的には、原料粉末を溶融して製造する方法では、
レーザー活性媒質の ＼粉末が均一に原子レベルで分
散しにくいため、溶融時に凝集体を形成し、これにより
濃度消光が起こる。
これに対して、ゼオライト中のカチオンとレーザー活性
媒質を構成する金属とをイオン交換し、原子レベルでレ
ーザー活性媒質をゼオライト中に取り込み、このレーザ
ー活性媒質で置換されたゼオライトを溶融、成形してレ
ーザー発振材料とすることにより、レーザー活性媒質を
原子レベルで均一に母体中に分散させることができる。
媒質を構成する金属とをイオン交換し、原子レベルでレ
ーザー活性媒質をゼオライト中に取り込み、このレーザ
ー活性媒質で置換されたゼオライトを溶融、成形してレ
ーザー発振材料とすることにより、レーザー活性媒質を
原子レベルで均一に母体中に分散させることができる。
一方、レーザー活性媒質の発光においては、媒質同志の
相互作用の他に、周囲の原子の作る雰囲気、特に磁気的
環境が重要である。例えば、リン酸塩ガラスが珪酸塩ガ
ラスに比べ、レーザー活性媒質であるＮｄ’＋イオンを
多量にドープできるのは、リン酸塩の構造が独得の磁気
的環境を有しているからである。
相互作用の他に、周囲の原子の作る雰囲気、特に磁気的
環境が重要である。例えば、リン酸塩ガラスが珪酸塩ガ
ラスに比べ、レーザー活性媒質であるＮｄ’＋イオンを
多量にドープできるのは、リン酸塩の構造が独得の磁気
的環境を有しているからである。
本発明者らは、レーザー活性媒質が前記ゼオライトの溶
融成形体からなる母体中において、原子同志の相互作用
によって構成される特定の磁気的環境に置かれたときは
、著しい蛍光寿命の増加を生じることを発見した。この
磁気的環境はレーザー活性媒質を直接測定して求めるこ
とはできないが、周囲に存在するＳｉ原子の磁気的環境
を、固体高分解能核磁気共鳴（ＮＭＲ）の一つである２
９Ｓｉマジック回転角角磁気共鳴［”Ｓ ｉ（ＭＡＳ）
ＮＭＲと略］により測定することにより、知ることがで
きた。
融成形体からなる母体中において、原子同志の相互作用
によって構成される特定の磁気的環境に置かれたときは
、著しい蛍光寿命の増加を生じることを発見した。この
磁気的環境はレーザー活性媒質を直接測定して求めるこ
とはできないが、周囲に存在するＳｉ原子の磁気的環境
を、固体高分解能核磁気共鳴（ＮＭＲ）の一つである２
９Ｓｉマジック回転角角磁気共鳴［”Ｓ ｉ（ＭＡＳ）
ＮＭＲと略］により測定することにより、知ることがで
きた。
すなわち、レーザー活性媒質を均一分散した前記ゼオラ
イトの溶融成形体を一部切断し、乳鉢中で粉砕して得た
粉末について ２９Ｓｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲを測定してスペクトルを得、
このスペクトルの全ピークのうち化学シフトがＴＭＳ（
テトラメチルシラン）基準にて−８０ｐｐｍ〜−１０５
ｐｐｍの範囲にあるピークの面積積分強度■と、全ピー
クの面積積分強度■。どの比をスペクトル強度比とする
。そして、このスペクトル強度比が２０〜８０％の範囲
にある場合に、レーザー発振素子が優れた蛍光寿命を有
することを発見した。
イトの溶融成形体を一部切断し、乳鉢中で粉砕して得た
粉末について ２９Ｓｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲを測定してスペクトルを得、
このスペクトルの全ピークのうち化学シフトがＴＭＳ（
テトラメチルシラン）基準にて−８０ｐｐｍ〜−１０５
ｐｐｍの範囲にあるピークの面積積分強度■と、全ピー
クの面積積分強度■。どの比をスペクトル強度比とする
。そして、このスペクトル強度比が２０〜８０％の範囲
にある場合に、レーザー発振素子が優れた蛍光寿命を有
することを発見した。
理由は定かではないが、−８０ｐｐｍを超えると磁気的
環境が強すぎ、生じる蛍光との相互作用による影響で蛍
光寿命が短くなると考えられる。
環境が強すぎ、生じる蛍光との相互作用による影響で蛍
光寿命が短くなると考えられる。
一方、−１０５ｐｐｍ未満では磁気的環境が弱すぎ、レ
ーザー活性媒質が溶融時の熱エネルギーにより凝集を起
こし易く、レーザー活性媒質同志の相互作用により濃度
消光を起こし、好ましくなし１ 。
ーザー活性媒質が溶融時の熱エネルギーにより凝集を起
こし易く、レーザー活性媒質同志の相互作用により濃度
消光を起こし、好ましくなし１ 。
さらに、スペクトル強度比が２０％未満では、好ましく
ない磁気的環境にあるレーザー活性媒質の割合が多くな
り、蛍光寿命も短くなる。
ない磁気的環境にあるレーザー活性媒質の割合が多くな
り、蛍光寿命も短くなる。
このスペクトル強度比は、例えばレーザー活性媒質でイ
オン交換されたゼオライトを溶融後、溶融時間および冷
却する際の冷却速度を制御することにより調整できる。
オン交換されたゼオライトを溶融後、溶融時間および冷
却する際の冷却速度を制御することにより調整できる。
本発明では、ゼオライトのもつイオン交換能ないしは化
学吸着能を利用し、ゼオライト粉体に前もってレーザー
活性媒質となりうる金属イオンを化学吸着させ、この金
属イオン置換ゼオライト粉体を溶融し、冷却して所望の
形状に成型することにより、母体中にレーザー活性媒質
イオンを、容易に均一かつ多量に含有させることができ
る。
学吸着能を利用し、ゼオライト粉体に前もってレーザー
活性媒質となりうる金属イオンを化学吸着させ、この金
属イオン置換ゼオライト粉体を溶融し、冷却して所望の
形状に成型することにより、母体中にレーザー活性媒質
イオンを、容易に均一かつ多量に含有させることができ
る。
この化学吸着（イオン交換）は、ゼオライトとレーザー
活性媒質となり得る金属イオンとを接触させることによ
り達成できる。具体的には、レーザー活性媒質を構成す
る金属の水溶性塩を水に添加し、これにゼオライト粉末
またはスラリーを撹拌しながら添加し、所望の置換率に
達するまで撹拌する。金属イオンの置換速度を速めたい
場合は、ゼオライト分散液の温度を高くすればよい。
活性媒質となり得る金属イオンとを接触させることによ
り達成できる。具体的には、レーザー活性媒質を構成す
る金属の水溶性塩を水に添加し、これにゼオライト粉末
またはスラリーを撹拌しながら添加し、所望の置換率に
達するまで撹拌する。金属イオンの置換速度を速めたい
場合は、ゼオライト分散液の温度を高くすればよい。
次いで、吸引濾過あるいは遠心分離などにより固液分離
した後、実質的に分離液にイオンが検出されなくなるま
で水洗を繰り返す。次に、このケーキを乾燥して金属イ
オン置換ゼオライト粉末を得る。
した後、実質的に分離液にイオンが検出されなくなるま
で水洗を繰り返す。次に、このケーキを乾燥して金属イ
オン置換ゼオライト粉末を得る。
このようにして得た粉末を１４００〜２０００℃にて溶
融し、撹拌または乾燥ガスによるバブリング等の方法に
より十分に脱泡および脱水してから急冷し、所望の形状
に成型してレーザー発振材料とする。必要に応じて、増
感剤としてＣｄ”。
融し、撹拌または乾燥ガスによるバブリング等の方法に
より十分に脱泡および脱水してから急冷し、所望の形状
に成型してレーザー発振材料とする。必要に応じて、増
感剤としてＣｄ”。
Ｃｕ”、Ｍｎ”、Ｕ○２ｚ＋、 Ｃｅ”、 Ｃｒ”。
Ｙ３＋等を添加することもできる。
災肌列麦米
本発明によれば、母体としてゼオライトの溶融成形体を
用いることにより、レーザー活性媒質を高濃度に含有さ
せても濃度消光が小さい、即ち蛍光寿命の長いレーザー
発振材料が実現できる。また、機械的強度が大きく熱膨
張率が小さいことから耐熱衝撃性が大きい。
用いることにより、レーザー活性媒質を高濃度に含有さ
せても濃度消光が小さい、即ち蛍光寿命の長いレーザー
発振材料が実現できる。また、機械的強度が大きく熱膨
張率が小さいことから耐熱衝撃性が大きい。
また、特定の組成比のゼオライトを用い、ゼオライト溶
融母体の磁気的環境を特定範囲にすることにより、蛍光
寿命をいっそう改善することができる。
融母体の磁気的環境を特定範囲にすることにより、蛍光
寿命をいっそう改善することができる。
したがって、高出力化、長寿命化が可能であり、高出力
レーザー発振素子として優れている。
レーザー発振素子として優れている。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、こ
れに先立って実施例で採用した測定方法を説明する。
れに先立って実施例で採用した測定方法を説明する。
（Ｉ） ２９Ｓｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲのスペクトル 度比
の測定 法レーザー発振媒質を分散したゼオライトの溶
融成形体を少量切断し、乳鉢にて粉末化し、・２９Ｓ
ｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲ測定用試料とする。
の測定 法レーザー発振媒質を分散したゼオライトの溶
融成形体を少量切断し、乳鉢にて粉末化し、・２９Ｓ
ｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲ測定用試料とする。
この試料について、以下の条件にて２９Ｓｉ（ＭＡＳ）
ＮＭＲを測定する。
ＮＭＲを測定する。
＜２９Ｓｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲ測定条件〉装置
ＪＮＭ−ＧＸ２７０温度 室温 基準物質 Ｓｉゴム（ＴＭＳ基準−２１，９
２ｐｐｍ） 測定核 ２９Ｓｉ 共鳴周波数 ５３．６７ＫＨｚパルス幅
１゜３μ５ｅｃ（３０°）パルス繰り返し時間
ＡＣＱＴＭ ＝ ０．１４８ｓｅｃＰＤ＝７．０ｓｅｃ データ点 ＰＯＩＮＴ ８１９２゜ＳＡＭＰ
Ｏ８０００ ＝１１− スペクトル幅 ２７０２７Ｈｚ 積算回数 ５０００回以上 パルスモード ＭＡＳＧＨＤ コンタクトタイム ７．０ｍ５ｅｃ 定量は、得られたスペクトル図（第２図参照）について
、化学シフトがＴＭＳ基準にて−８０ｐｐｍ〜−１０５
ｐｐｍの範囲にある全てのピークについて面積積分強度
の和Ｉを求め、別に全ピークについての面積積分強度の
和工。を求め、これらの比をとり、スペクトル強度比Ｒ
とする。
ＪＮＭ−ＧＸ２７０温度 室温 基準物質 Ｓｉゴム（ＴＭＳ基準−２１，９
２ｐｐｍ） 測定核 ２９Ｓｉ 共鳴周波数 ５３．６７ＫＨｚパルス幅
１゜３μ５ｅｃ（３０°）パルス繰り返し時間
ＡＣＱＴＭ ＝ ０．１４８ｓｅｃＰＤ＝７．０ｓｅｃ データ点 ＰＯＩＮＴ ８１９２゜ＳＡＭＰ
Ｏ８０００ ＝１１− スペクトル幅 ２７０２７Ｈｚ 積算回数 ５０００回以上 パルスモード ＭＡＳＧＨＤ コンタクトタイム ７．０ｍ５ｅｃ 定量は、得られたスペクトル図（第２図参照）について
、化学シフトがＴＭＳ基準にて−８０ｐｐｍ〜−１０５
ｐｐｍの範囲にある全てのピークについて面積積分強度
の和Ｉを求め、別に全ピークについての面積積分強度の
和工。を求め、これらの比をとり、スペクトル強度比Ｒ
とする。
第２図のように、一つのブロードなピークを示す場合は
、−８０ｐｐｍ〜−１０５ｐｐｍの面積積分強度の全体
に対する比を、次式により計算してスペクトル強度比と
する。
、−８０ｐｐｍ〜−１０５ｐｐｍの面積積分強度の全体
に対する比を、次式により計算してスペクトル強度比と
する。
Ｒ（％）＝−１−×１００
Ｉ。
（２蛍光寿 のｑ定 法
測定試料は約１０ Ｘ １０ Ｘ １０ｍｍの立方体で
、ピッチみがきにより仕上げたものである。
、ピッチみがきにより仕上げたものである。
蛍光寿命τは、以下の方法で測定した。光源は、パルス
幅約１μｓｅＣのキセノンフラッシュランプで、硫酸銅
水溶液とガラスフィルターの組合せを用い、全試料につ
いて３，６５０人付近の波長で励起した。試料からの発
光は１．０６μに最大の透過率を持つ干渉フィルターの
うしろに、３１６（分光感度特性、５−１）の光電子増
倍管を置いて受光し、その出力をシンクロスコープに入
れてブラウン管に現われる発光波形を写真撮影し解析し
た。
幅約１μｓｅＣのキセノンフラッシュランプで、硫酸銅
水溶液とガラスフィルターの組合せを用い、全試料につ
いて３，６５０人付近の波長で励起した。試料からの発
光は１．０６μに最大の透過率を持つ干渉フィルターの
うしろに、３１６（分光感度特性、５−１）の光電子増
倍管を置いて受光し、その出力をシンクロスコープに入
れてブラウン管に現われる発光波形を写真撮影し解析し
た。
τ値は発光強度の初期値が１／ｅに減衰するまでの時間
として表わした。
として表わした。
（３熱膨張係 の測定方法
電気炉内に立設された石英管の中央に、支持棒で支持し
て試料を入れ、以下のような測定条件で、５０℃から３
００℃まで一定速度で昇温したときの試料の長さの変化
Δ℃を求め、温度２５℃の時の試料の長さＱ。に対する
比を求める。熱膨張係数σは、次式より算出する。
て試料を入れ、以下のような測定条件で、５０℃から３
００℃まで一定速度で昇温したときの試料の長さの変化
Δ℃を求め、温度２５℃の時の試料の長さＱ。に対する
比を求める。熱膨張係数σは、次式より算出する。
〈測定条件〉
昇温速度 ２℃／ｍｉｎ
雰囲気 大気
温度 ５０〜３０００Ｃ負荷
３０ｇ 感度 ２００μｍ 熱膨張係数σ（Ｉ／℃） ＝□ＩＪＬ−・−１−ｍ−〇
、 、３００℃−５０℃ 実施例１ 硝酸ネオジム（Ｎ ｄ （Ｎ ０３）３）３３０ ｇを
水２０００ｇに溶解し、これに結晶性アルミノシリケー
ト（ＮａＡ型、Ｓ ｉ Ｏ，／Ａ Ｑ、０３＝ ２、純
分７７．８％）３６５ ｇを添加し、６０℃にて１２時
間撹拌する。
３０ｇ 感度 ２００μｍ 熱膨張係数σ（Ｉ／℃） ＝□ＩＪＬ−・−１−ｍ−〇
、 、３００℃−５０℃ 実施例１ 硝酸ネオジム（Ｎ ｄ （Ｎ ０３）３）３３０ ｇを
水２０００ｇに溶解し、これに結晶性アルミノシリケー
ト（ＮａＡ型、Ｓ ｉ Ｏ，／Ａ Ｑ、０３＝ ２、純
分７７．８％）３６５ ｇを添加し、６０℃にて１２時
間撹拌する。
この後、吸引濾過により固液分離したのち、硝酸イオン
が１液に認められなくなるまで、ケーキを十分に水洗し
、次いで８００℃にて２時間乾燥し、ネオジムイオン置
換アルミノシリケート粉末を得た。
が１液に認められなくなるまで、ケーキを十分に水洗し
、次いで８００℃にて２時間乾燥し、ネオジムイオン置
換アルミノシリケート粉末を得た。
この粉末を１６００℃にて溶融し、急冷してレーザー用
ガラスを得た。このガラス中には、分析の結果ネオジウ
ムが２８％含まれていた。また、はとんど全てのネオジ
ムが３価のネオジムイオンのままで存在していた。
ガラスを得た。このガラス中には、分析の結果ネオジウ
ムが２８％含まれていた。また、はとんど全てのネオジ
ムが３価のネオジムイオンのままで存在していた。
このレーザーガラスの熱膨張係数および蛍光寿命を表−
１に、また、発光スペクトルを第１図に示した。
１に、また、発光スペクトルを第１図に示した。
比較例ｌ
Ｐ２Ｏ，： ３７．３モ）Ｉ／％、ＳｉＯ２： ２０−
１１−／Ｌ１％、Ｋ、Ｏ： １０モ＃％、 Ｎ ｄ、０
３： ３２．７％の組成からなる粉末を十分混合した後
、１６００℃にて溶融、次いで急冷して均質ガラスを得
た。このガラスの熱膨張係数と蛍光寿命を表−１に示し
た。
１１−／Ｌ１％、Ｋ、Ｏ： １０モ＃％、 Ｎ ｄ、０
３： ３２．７％の組成からなる粉末を十分混合した後
、１６００℃にて溶融、次いで急冷して均質ガラスを得
た。このガラスの熱膨張係数と蛍光寿命を表−１に示し
た。
実施例２
純度９９．９％の硝酸ネオジム（Ｎｄ（ＮＯ３）・６Ｈ
２０） １９４．６ｇを水２０００ ｇに溶解し、これ
に結晶性ゼオライト（Ｎａ２０・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ
□、純分７７．８％、水分２２．２％）３６５ｇを添加
し、８０℃にて５時間撹拌する。
２０） １９４．６ｇを水２０００ ｇに溶解し、これ
に結晶性ゼオライト（Ｎａ２０・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ
□、純分７７．８％、水分２２．２％）３６５ｇを添加
し、８０℃にて５時間撹拌する。
この後、吸引濾過により固液分離したのち、３Ｑの純水
にて水洗し、次いでケーキを１０５℃にて乾燥し、ネオ
ジムイオン置換ゼオライト粉末を得た。
にて水洗し、次いでケーキを１０５℃にて乾燥し、ネオ
ジムイオン置換ゼオライト粉末を得た。
この粉末を白金ルツボに取り、１６００℃にて溶融し、
３０°Ｃ／ｗｉｎの速度で急冷してガラス化した。この
ガラス中には蛍光Ｘ線による定量分析の結果、ネオジム
が２０重量％含まれていた。
３０°Ｃ／ｗｉｎの速度で急冷してガラス化した。この
ガラス中には蛍光Ｘ線による定量分析の結果、ネオジム
が２０重量％含まれていた。
このレーザーガラスの２９８ ｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲ測定
より求めたスペクトル強度比および蛍光寿命を後記表−
２に示した。
より求めたスペクトル強度比および蛍光寿命を後記表−
２に示した。
比較例２
シリカ粉末（純度９９．９％、関東化学■製）、アルミ
ナ粉末（純度９９．９％、昭和軽金属■製；商品名ハイ
シライト）、Ｎａ２０（純度９９．９％、関東化学■製
）、酸化ネオジム・Ｎｄ２０３（純度９９．９％、関東
化学■製）をそれぞれ１２０ｇ、１０２ｇ、２１．０８
ｇおよび７３．９２ ｇ白金ルツボにとり、１６００
℃にて溶融した後、白金棒にて良く撹拌し、３０℃／ｍ
ｉｎの速度で急冷し、レーザーガラスを得た。このガラ
ス中には分析の結果、ネオジムが２０％含まれていた。
ナ粉末（純度９９．９％、昭和軽金属■製；商品名ハイ
シライト）、Ｎａ２０（純度９９．９％、関東化学■製
）、酸化ネオジム・Ｎｄ２０３（純度９９．９％、関東
化学■製）をそれぞれ１２０ｇ、１０２ｇ、２１．０８
ｇおよび７３．９２ ｇ白金ルツボにとり、１６００
℃にて溶融した後、白金棒にて良く撹拌し、３０℃／ｍ
ｉｎの速度で急冷し、レーザーガラスを得た。このガラ
ス中には分析の結果、ネオジムが２０％含まれていた。
このレーザーガラスのスペクトル強度比および蛍光寿命
を表−２に示した。
を表−２に示した。
実施例３
純度９９．９％の硝酸エルビウム（Ｅｒ（ＮＯ３）３・
６ ！（２０）１２３．８ ｇを純水２０００ ｇに溶
解し、これに結晶性ゼオライト（Ｋ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・
２ＳｉＯ□、純分７７．８％、水分２２．２％）４０６
．２ｇを添加し、１００℃にて３時間撹拌する。
６ ！（２０）１２３．８ ｇを純水２０００ ｇに溶
解し、これに結晶性ゼオライト（Ｋ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・
２ＳｉＯ□、純分７７．８％、水分２２．２％）４０６
．２ｇを添加し、１００℃にて３時間撹拌する。
この後、吸引濾過により固液分離したのち、３Ｉｌの純
水にて水洗し、次いで、ケーキを１０５℃にて２時間乾
燥し、エルビウムイオン置換ゼオライト粉末を得た。
水にて水洗し、次いで、ケーキを１０５℃にて２時間乾
燥し、エルビウムイオン置換ゼオライト粉末を得た。
この粉末を白金ルツボに取り、１６００℃にて溶融し、
５０℃／ｍｉｎの速度で急冷してガラス化した。このガ
ラス中には蛍光Ｘ線による定量分析の結果エルビウムが
５重量％含まれていた。
５０℃／ｍｉｎの速度で急冷してガラス化した。このガ
ラス中には蛍光Ｘ線による定量分析の結果エルビウムが
５重量％含まれていた。
さらに、”Ｓ ｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲ測定により求めたス
ペクトル強度比および蛍光寿命を表−２に示した。
ペクトル強度比および蛍光寿命を表−２に示した。
比較例３
比較例２で使用したものと同じシリカ粉末（純度９９．
９％）、アルミナ粉末（純度９９．９％）をそれぞれ１
２０ｇおよび１０２ｇと、酸化カリウム（純度９９．９
％、関東化学■製）５６．４ｇおよび酸化エルビウム（
Ｅ ｒ、ｏ２、純度９９．９％、関東化学■製） ５０
．８ｇを白金ルツボにとり、１６００℃にて溶融した後
、白金棒にて良く撹拌し、次いで５０℃／ｍｉｎの速度
で急冷しガラス化した。このガラス中には分析の結果エ
ルビウムが５％含まれていた。
９％）、アルミナ粉末（純度９９．９％）をそれぞれ１
２０ｇおよび１０２ｇと、酸化カリウム（純度９９．９
％、関東化学■製）５６．４ｇおよび酸化エルビウム（
Ｅ ｒ、ｏ２、純度９９．９％、関東化学■製） ５０
．８ｇを白金ルツボにとり、１６００℃にて溶融した後
、白金棒にて良く撹拌し、次いで５０℃／ｍｉｎの速度
で急冷しガラス化した。このガラス中には分析の結果エ
ルビウムが５％含まれていた。
このガラスのスペクトル強度比および蛍光寿命を表−２
に示した。
に示した。
実施例４
純度９９．９％の硝酸ネオジム［Ｎ ｄ （Ｎ ０３）
３・６Ｈ，○） ２９．２ｇおよび純度９９．９％の硝
酸イッテルビウム（Ｙ ｂ （Ｎｏ３）３・６ Ｈ２Ｏ
） ２６．１ｇを純水２０００ ｇに溶解し、これに結
晶性ゼオライト（組成に２０− Ａ １．０３・２Ｓｉ
Ｏ２、純分７７．８％、水分２２．２％）４０６．１ｇ
を添加し、１００℃にて３時間撹拌した。
３・６Ｈ，○） ２９．２ｇおよび純度９９．９％の硝
酸イッテルビウム（Ｙ ｂ （Ｎｏ３）３・６ Ｈ２Ｏ
） ２６．１ｇを純水２０００ ｇに溶解し、これに結
晶性ゼオライト（組成に２０− Ａ １．０３・２Ｓｉ
Ｏ２、純分７７．８％、水分２２．２％）４０６．１ｇ
を添加し、１００℃にて３時間撹拌した。
この後実施例３と同じ方法にてレーザーガラスを得た。
このガラス中には分析の結果、ネオジム３重量％および
イッテルビウム３重量％が含まれていた。
イッテルビウム３重量％が含まれていた。
”Ｓ ｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲ測定により求めたスペクトル
強度比および蛍光寿命を表−２に示した。
強度比および蛍光寿命を表−２に示した。
比較例４
比較例２で使用したものと同じシリカ粉末（純度９９．
９％）およびアルミナ粉末（純度９９．９％）をそれぞ
れ１２０ｇおよび１０２ｇと酸化カリウム（純度９９．
９％、関東化学■製）７６．７ｇ、酸化ネオジム（純度
９９．９％、関東化学■製） １１．２ｇおよび酸化イ
ッテルビウム（純度９９．９％、関東化学■製） １１
．０ｇを白金ルツボにとり比較例３と同じ方法にてガラ
ス化した。このガラス中には、分析の結果、ネオジム３
重量％、イッテルビウム３重量％が含まれていた。
９％）およびアルミナ粉末（純度９９．９％）をそれぞ
れ１２０ｇおよび１０２ｇと酸化カリウム（純度９９．
９％、関東化学■製）７６．７ｇ、酸化ネオジム（純度
９９．９％、関東化学■製） １１．２ｇおよび酸化イ
ッテルビウム（純度９９．９％、関東化学■製） １１
．０ｇを白金ルツボにとり比較例３と同じ方法にてガラ
ス化した。このガラス中には、分析の結果、ネオジム３
重量％、イッテルビウム３重量％が含まれていた。
このガラスのスペクトル強度比および蛍光寿命を表−２
に示した。
に示した。
実施例５
硝酸ネオジムＣＮ ｄ （Ｎ Ｏ，）、・６Ｈ２０：ｌ
９７．３ｇを純水２０００ ｇに溶解し、これに結晶
性リン含有ゼオライトＰ−Ａ型（組成式：Ｎａ２Ｏ・Ａ
１２０３・１．６９Ｓ ｉ Ｏ２・０．２４Ｐ２０５
、’純分８０％、水分２０％）の粉末３９７．０ ｇを
添加し８０℃にて５時間撹拌を続ける。
９７．３ｇを純水２０００ ｇに溶解し、これに結晶
性リン含有ゼオライトＰ−Ａ型（組成式：Ｎａ２Ｏ・Ａ
１２０３・１．６９Ｓ ｉ Ｏ２・０．２４Ｐ２０５
、’純分８０％、水分２０％）の粉末３９７．０ ｇを
添加し８０℃にて５時間撹拌を続ける。
この後、吸引濾過により固液分離したのち、３Ｑの純水
にて十分洗浄し、次いで１０５℃にて２時間乾燥し、ネ
オジムイオン置換リン含有ゼオライト粉末を得た。この
ゼオライト中のネオジムは分析の結果１０重量％であっ
た。
にて十分洗浄し、次いで１０５℃にて２時間乾燥し、ネ
オジムイオン置換リン含有ゼオライト粉末を得た。この
ゼオライト中のネオジムは分析の結果１０重量％であっ
た。
次に、この粉末２００ｇを３００ｍ Ｑのロート状の白
金ルツボに取り１６００℃にて３時間溶融した後、３０
℃／ｍｉｎの速度で８２０℃まで急冷し、次いで同温度
に１０時間保持した後７５０℃まで０．２℃／ｈｒにて
徐冷した後、２５℃まで５℃／ｍｉｎにて冷却してレー
ザー用ガラスを得た。このガラス中のネオジムは分析の
結果９．９重量％で、溶融前とほぼ同量含まれていた。
金ルツボに取り１６００℃にて３時間溶融した後、３０
℃／ｍｉｎの速度で８２０℃まで急冷し、次いで同温度
に１０時間保持した後７５０℃まで０．２℃／ｈｒにて
徐冷した後、２５℃まで５℃／ｍｉｎにて冷却してレー
ザー用ガラスを得た。このガラス中のネオジムは分析の
結果９．９重量％で、溶融前とほぼ同量含まれていた。
ガラスの組成は無水物表示で、０．６７Ｎａ２０・０．
３３Ｎ ｄ ２／３０ Ａ ｌ −０−・−２０＝ １．６９Ｓ ｉ Ｏ２・０．２４Ｐ２０．であった。
３３Ｎ ｄ ２／３０ Ａ ｌ −０−・−２０＝ １．６９Ｓ ｉ Ｏ２・０．２４Ｐ２０．であった。
”Ｓ ｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲ測定より求めたスペクトル強
度および蛍光寿命を表−２に示した。
度および蛍光寿命を表−２に示した。
（以下余白）
実施例６
純度９９．９％の硝酸ネオジム（Ｎ ｄ （Ｎ ０３）
３・６Ｈ，Ｏ）（関東化学■製）１４８．９ｇを純水３
０００ ｇに溶解し、次いで結晶性Ｙ型ゼオライト（組
成：に２０・Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２、純分７０％、水
分３０％；東ソー■製） ７０８．６ｇを添加し、６０
℃にて１２時間撹拌した。
３・６Ｈ，Ｏ）（関東化学■製）１４８．９ｇを純水３
０００ ｇに溶解し、次いで結晶性Ｙ型ゼオライト（組
成：に２０・Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２、純分７０％、水
分３０％；東ソー■製） ７０８．６ｇを添加し、６０
℃にて１２時間撹拌した。
この後、吸引濾過により固液分離したのち、５Ｑの純水
にて十分洗浄し、次いで１０５℃にて２時間乾燥し、ネ
オジムイオン置換ゼオライト粉末を得た。
にて十分洗浄し、次いで１０５℃にて２時間乾燥し、ネ
オジムイオン置換ゼオライト粉末を得た。
この粉末２００ｇを３００ｍ Ｈのロート状の白金ルツ
ボに取り、１６００℃にて２時間溶融を行った後、３０
℃／ｍｉｎの速度で８５０℃まで急冷し次いで７５０℃
まで１℃／ｈｒにて徐冷した後、２５℃まで３℃／ｍｉ
ｎにて冷却して、レーザー用ガラスを得た。
ボに取り、１６００℃にて２時間溶融を行った後、３０
℃／ｍｉｎの速度で８５０℃まで急冷し次いで７５０℃
まで１℃／ｈｒにて徐冷した後、２５℃まで３℃／ｍｉ
ｎにて冷却して、レーザー用ガラスを得た。
このガラス中には、分析の結果ネオジムが１０重景％含
まれていた。
まれていた。
”Ｓｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲ測定より求めたスペクル強度は
７７％であり、蛍光寿命も０．３２ｍ５ｅｃと極めで優
れた値を示した。
７７％であり、蛍光寿命も０．３２ｍ５ｅｃと極めで優
れた値を示した。
第１図は、実施例で得られたレーザー発振材料の蛍光ス
ペクトルを示す図である。 第２図は、実施例２で得られたレーザーガラスについて
の２９８ ｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲスペクトルを示すチャー
トである。
ペクトルを示す図である。 第２図は、実施例２で得られたレーザーガラスについて
の２９８ ｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲスペクトルを示すチャー
トである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、母体中にレーザー活性媒質を分散した固体レーザー
発振材料において、前記母体としてゼオライトの溶融成
形体を用いたことを特徴とするレーザー発振材料。 ２、前記ゼオライトが下記一般式（ I ）の組成比を有
し、 ｋＭｅ＿（＿２＿／＿ｌ＿）Ｏ・Ａｌ＿２Ｏ＿３・ｍＳ
ｉＯ＿２・ｎＰ＿２Ｏ＿５・・・（ I ）（Ｍｅ：アル
カリ金属またはアルカリ土類 金属 ｋ：０．０１〜１０ ｌ：Ｍｅの価数 ｍ：１．５〜１５０ ｎ：０〜１０） かつ、レーザー活性物質を分散した溶融成 形体を粉末化した試料の＾２＾９Ｓｉマジック回転角核
磁気共鳴［以下、＾２＾９Ｓｉ（ＭＡＳ）ＮＭＲと、省
略して記載する］を室温で測定して得られたスペクトル
の全ピークにおいて、化学シフトがＴＭＳ基準にて−８
０ｐｐｍ〜−１０５ｐｐｍのピークの面積積分強度の和
が、全ピークの面積積分強度の和の２０〜８０％である
請求項１記載のレーザー発振材料。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173176A JPH01157584A (ja) | 1987-09-25 | 1988-07-11 | レーザー発振材料 |
| US07/247,240 US4825444A (en) | 1987-09-25 | 1988-09-21 | Laser emission material |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24158487 | 1987-09-25 | ||
| JP62-241584 | 1987-09-25 | ||
| JP63173176A JPH01157584A (ja) | 1987-09-25 | 1988-07-11 | レーザー発振材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01157584A true JPH01157584A (ja) | 1989-06-20 |
Family
ID=26495256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63173176A Pending JPH01157584A (ja) | 1987-09-25 | 1988-07-11 | レーザー発振材料 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4825444A (ja) |
| JP (1) | JPH01157584A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8808762D0 (en) * | 1988-04-13 | 1988-05-18 | Southampton University | Glass laser operating in visible region |
| US4949348A (en) * | 1989-08-25 | 1990-08-14 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Blue-green upconversion laser |
| UA27705C2 (uk) * | 1990-07-11 | 2000-10-16 | Еколіт-Цеоліте Гмбх | СПОСІБ КАТАЛІТИЧНОЇ ІЗОМЕРИЗАЦІЇ С<sub>8 </sub>- АРОМАТИЧНИХ ВУГЛЕВОДНІВ |
| DE4042655C2 (de) * | 1990-07-11 | 1996-12-19 | Ecolith Zeolithe Gmbh | Verwendung eines synthetischen, kristallinen Alumosilikats mit der chemischen Zusammensetzung 0-3M¶2¶O : Al¶2¶O¶3¶ : 15-40SiO¶2¶ : 0-40H¶2¶O zur Gewinnung und Verarbeitung von Aromaten |
| US7632078B2 (en) * | 2003-10-30 | 2009-12-15 | Deka Products Limited Partnership | Pump cassette bank |
| NZ776411A (en) | 2015-10-09 | 2023-09-29 | Deka Products Lp | Fluid pumping and bioreactor system |
| US11299705B2 (en) | 2016-11-07 | 2022-04-12 | Deka Products Limited Partnership | System and method for creating tissue |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4371965A (en) * | 1978-08-07 | 1983-02-01 | Gte Laboratories Incorporated | High neodymium content aluminophosphate glass and laser |
-
1988
- 1988-07-11 JP JP63173176A patent/JPH01157584A/ja active Pending
- 1988-09-21 US US07/247,240 patent/US4825444A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4825444A (en) | 1989-04-25 |
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