JPH02199405A - レーザ減衰光学フィルタ - Google Patents

レーザ減衰光学フィルタ

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JPH02199405A
JPH02199405A JP1302267A JP30226789A JPH02199405A JP H02199405 A JPH02199405 A JP H02199405A JP 1302267 A JP1302267 A JP 1302267A JP 30226789 A JP30226789 A JP 30226789A JP H02199405 A JPH02199405 A JP H02199405A
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JP
Japan
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item
optical filter
polymer matrix
filter
compound
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Pending
Application number
JP1302267A
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English (en)
Inventor
Robert A Sallavanti
ラバト、エイ、サラヴァンティ
Michael J Lubianetsky
マイクル、ジェイ、ルビアネトスキ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GENTEX CORP
Original Assignee
GENTEX CORP
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters
    • G02B5/223Absorbing filters containing organic substances, e.g. dyes, inks or pigments

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Lasers (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 本発明は入射レーザ放射線’を減衰させるだめの光学フ
ィルタ、特には、532nmにおける、ネオジムYAG
二重化放射線を吸収するだめのフィルタに関する。
成る用途においては、1つまたはそれ以上の波長の入射
レーず放射線を減衰させ、同時に他の波長の入射放射線
の実質的部分は透過させる必要がある。そのような用途
の1つには、軍用防謹面がある。レーザ゛放射線は極め
て強度が高いので、しず波長における減衰も相当して大
きくなければならず、この型のフィルタに関しては、レ
ーず波長における61たはそれ以上の光学濃度のものが
典型的である。レーず波長における高い減衰とその近隣
の波長における笑質的麿透過と云う2つの要求を満足す
るために、フィルタは極めて鋭いカットオフ特性をもつ
必要がある。
光学フィルタは、通常、その吸収特性に関して選択され
た1つまたはそれ以上の化合物を、適当な光透過性の母
材、特にポリマーマトリックス例えばポリカーボネート
に混合して作られる。その様な適用に対し有用であるた
めには、吸収剤は希望する波長における吸収のほかに、
幾つかの性質を持っていなければならない。この化合物
は母材に溶けるべきであり、その母相と何れの他の添加
物とも相容性があるべきである。その化合物は希望の母
材の中に混合できそしてその中で極端な劣化を起すこと
なく使える程度に安定でなくてはならない。またその化
合物は希望する規模で容易に合成することができなくて
はならない。
McKoy等の米国時計あ4,622,174号は金属
ポルフィリン、特には532 nmのネオジムYAG二
重化し−ず放射線吸収用の白金オクタエチルポルフィリ
ン(Pt0EP )および694 nmのルビーv−r
放射線吸収用のバナジルフタロンアニン(VOPc )
を含有する透明なレーデ保護防備j物を開示している。
()(、rdonの米Li%許第4,657,345号
は吸収剤が全体に一様に分布されているのではなくて、
母材の表面に拡散されている、同様な防御物を開示して
いる。Pt0EPは532 nll1で強く吸収するが
、その最大吸収はその波長とは一致せず少し長波長の約
537 nmに起る。吸収のピークは極端に鋭いので、
このことはレーず波長で与えられる光学密度を得るには
最大吸収がレーず波長と一致する場合よシ吸収剤を余計
に用いなければならないことを意味する。その吸収剤は
白金を用いるので比較的高価であるのみならず、得られ
るフィルタは使用材料の童が大きい故に他の波長では透
過度が低い。
〔発明の要約〕
本発明の目的は、532nmにおいて強く吸収する光学
フィルタを提供することにある。
本発明の他の目的は、他の波長では放射線の実質的なf
tt−透過する光学フィルタを提供することにある。
更に本発明の目的は、他の波長における吸収のための他
の添加物全包含していてもよい光学フィルタ全提供する
ことにある。
更に他の目的は製造が簡単で廉価な光学フィルタを提供
することにある。
一般的に言って、本発明は、正式にはジメチル3.7.
1:2,17−テトラメチル−21H223H−ポルフ
イリン−2,18−ジグロビオネト白金(n)として、
また正式名ではないが白金シュウテロポルフィリン■ジ
メチルエステル或はPtDPIXDMEとして知られる
化合物を含有する光透過性、好ましくは透明なポリマー
マトリックスからなる光学フィルターを考えている。製
造方法がMilgrom 、 Po1yhedron 
、 4 r 1661頁(1985)に記載されている
この化合物は、ポリカーボネートにおいて533 nm
の最大吸収ヲ待ち、それは殆んど正確に波長532 n
mのレーず放射線に一致する。その結果、532nmで
、与えられる光学濃度全達成するためには、この化合物
は例えばPt0EPよシ少量ですむ。出発材料の白金が
少くてすむのみならず近隣波長のフィルター透過度は高
い。
使用の場合には、このシュウテロポルフィリン化合物を
、固体ンート、板、レンズ、防護面などを作るため成形
、押出し、鋳込みなどの既知の方法によって、適当な光
透過性の、好ましくは透明な材料例えばポリカーボネー
ト、アクリルポリマー例えばポリ(メチルメ、タクリレ
ート)、ビニルポリマー例えばポリ(塩化ビニル)、ポ
リ(アリルジグリコールカーボネート)およびセルロー
ズ誘導体、好ましくはエステル例えば酢酸セルローズ、
セルローズプロピオネート、セルローズブチレートなど
のマトリックスまたはフィルム中に混合してもよい。
母材中に用いる吸収剤量は、母材の厚さと、レーデ波長
において希望する光学濃度によシ、ベール・ランベルト
の法則 A = OD = −4og T/TO=αbc〔ここ
で、Aは特定波長においてその吸収剤の存在による吸光
度、即ち光学濃度(OD)であシ、Tはその波長におけ
る、その吸収剤をもつフィルタの透過率であり、Toは
その波長における、その吸収剤のないフィルタの透過率
でおり、αは母材中にある、その波長におけるその吸収
剤の質量吸収係数(L / (ji −cm ) )で
あシ、bは母材を通る通路の長さ(cm )であり、c
は母材中の吸収剤の質量濃度である〕 に従って決る。同様に、ベール・ランベルトの法則は A = eb Cm 〔ここで、Aとbとは前記して定義したものであり、C
は、問題の波長における母材中の吸収剤のモル吸光係数
(L/(mot−clll))であシ、Cmは母材中の
吸収剤のモル濃度(mot/L)である〕の如く表わし
てもよい。好ましくは、母材はレーザ波長において光学
濃度約2を持つに充分量の吸収剤を含有すべきである。
更に好ましくは、フィルタはレーザ波長において3また
はそれ以上の光学濃度をもつべきでおる。
本化合物は葦だ他の施加物例えばこの化合物またはその
吸収特性に逆な影響を与えない、染料、赤外線吸収剤、
紫外線吸収剤、安定剤と一緒に用いてもよい。特に、こ
のシュウテロポルフィリン化合物は、バナジルフタロシ
アニン(VOPc ) 例えば置換されていないVOP
cまたは好ましくは、更に可溶性の置換VOPc例えば
694 nmでの吸収全付加させるためバナジルテトラ
−4−tert −ブチルフタロシアニンと組合せても
よい。この化合物はまた、ネオジウムレーデ波長106
4 nmでの吸収のため、トリス(p−ジアルキルアミ
ノフェニル)アミニウム塩、特にトリス(p−ジエチル
アミノフェニル)−アミニウムヘキサフルオロアンチモ
ン酸塩と組合せてもよい。もし後者の化合物がポリ(ア
リルジグリコールカルボネート)と共に用いられるなら
ば、好ましくは、望ましくない相互作用を避けるため、
それを重合後、例えば染めることによってマトリックス
中に導入すべきである。
シュウテロポルフィリン、化合物は金属化していない前
駆体、シュウテロポルフィリン■ジメチルエステルから
、MitgromXPolyhedron 、 4 e
1661頁(1985)で記載の方法で製造してもよい
。694 nmでの吸収のための他の重加物としてバナ
ジルテトラ−4−tert−ブチルフタロンアニンを用
いるとすれば、それは4−テトラ−ブチルフタロニトリ
ルと三塩化バナジウムとより、Law r Inorg
、 Chem、+ 24 + 1778頁(1985)
に記載の方法により製造してもよい。
その他、そのバナジル化合物は4−テトラ−ブチルフタ
ル酸と硫酸バナジウムとから調製してもよい。
Mitionis等の米国特許第3,400,156号
はトリス(p−ジアルキルアミノフェニル)アミニウム
塩の製造と赤外線吸収剤としてのプラスチックへのその
混合について記載している。5usi等の米国特許第3
,341.464号はトリス(p−ジアルキルアミノフ
ェニル)アミニウムヘキサフルオロ砒酸塩とヘキサフル
オロアンチモン酸塩トの製造と使用とについて充分記載
している。
〔好ましい戟様の記述〕
実施例1 白金シュウテロポルフィリン■ジメチルエステル(第1
図)はMIZgrOm + Po1yhedron l
 4 +1661頁(1985)に記載の方法で製造す
る。
この化合物2.7m9ffiピリジン100mgに溶解
し、厚さ1crftの吸収セル中に入れる。533.5
 rllIlで測定した吸光係数Cは41,0001/
mot−cmである。ピリジン溶液中のこの化合物の吸
収スペクトルを第3図に示す。極大吸収は533.5 
nm (A= 1−488 ) 、500.5 nm 
(0,479)および384−Onm (2−482)
で観察される。極小吸収は649.5nm(0,019
)、513.Onm(0,276)および465.5 
nm (0−164)で見られる。
実施例2 実施例1のポルフィリン0.1949k、ポリカーボネ
ー)500gと、それら2つの材料を1分間混合機に入
れて混合する。その混合物ヲ250°Fで11/2時間
乾燥し、射出成形して厚さ[1,038in、の円板を
製作する。射出圧は高い圧力1800psiと低い圧力
1500 psiの間で変える。クランプ圧は2100
 psi 、サイクル時間は17.7秒である。ノズル
温度は458°F1 ンリングー正面450°F′、ン
リンダー後部460°F′である。
その円板は532 nmで強い吸収(’oD = 1.
8 )を示し、可視領域の他の波長において光の高い透
過度を示した。その円板の透過スペクトルを第4図に示
す。その円板は可視光の高い透過を示す一方、562n
mにおける″7ングルノツチ″レゾフィルタとして役立
つ。フォトビック光透過(照度C)は53.8チである
実施例6 実施例2の混合物にバナジルテトラ−4−tert−ブ
チルフタロンアニン(第2図) 0.0165 g七人
れる。その混合物全射出成形して厚さ0.1101−の
板を作る。その板は532 nmで3.4.694.3
 nm (ルビーレーデ波長)で1.5の光学濃度を示
し、フォトビック光透過27.9%を示す。
それは532 nmと694.3 nmとのレーザ′放
射線全同時に濾光する高い光透過性のレーずフィルタと
して用いられる。
実施例4 実施例2の混合物にトリス(p−ジエチルアミ/フェニ
ル)アミニウムヘキサフルオロ砒酸塩モン酸塩(米国特
許第3,341.464号) 0.5269を入れる。
この混合物全射出成形して厚さ0−073 inの板を
作p1それは532 nmで2.7、IO64nm(ネ
オジウムYAGレーザ波長)で2.8の光学濃度を示す
。それは記載の波長のしず放射線を同時に濾光する高い
光透過のレーずフィルタとして役立つ。
本発明の目的を果したことが判るであろう。本光学フィ
ルタは532 nmで強く吸収し、同時に可視領域での
近隣波長において高い透過度を持つ。
本フィルタの光を吸収する化合物はプラスチックポリマ
ーマトリックスに混合でき、他の添加物例えば光吸収剤
と一緒に使用してもよい。
幾つかの特色と2次的組合せとは有効であシ、他の特色
と組合せと参照することなく採用してもよいことが理解
されよう。このことは特許請求の範囲によシそしてそれ
の範囲内で予測される。更に種種な変更を、本発明の精
神から逸脱することなく、本特許請求の範囲内で詳細に
行ってもよいことは明らかである。従って本発明は上記
して示ぢれた細目に制限されないことが理解てれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は白金シュウテロポルフィリン■ジメチルエステ
ルの構造式を示す線図であり、第2図はバナジルテトラ
−4−tert−ブチルフタロンアニンの構造式全売す
線図であり、第6図は溶液の中の第1図で示される化合
物の吸収スペクトルを示す線図であり、第4図は第1図
で示される化合物を含有する光学フィルタの透過スペク
トルを示す線図である。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)白金ジユウテロポルフイリンIXジメチルエステル
    を含有する光透過性ポリマーマトリックスよりなる光学
    フィルタ。
  2. (2)前記ポリマーマトリックスがポリカーボネートで
    ある、前項(1)に記載の光学フィルタ。
  3. (3)前記化合物が前記ポリマーマトリックス全体に一
    様に分布されている、前項(1)に記載の光学フィルタ
  4. (4)前記ポリマーマトリックスが透明である、前項(
    1)に記載の光学フィルタ。
  5. (5)前記ポリマーマトリックスが更にバナジルフタロ
    シアニンを含有する、前項(1)に記載の光学フィルタ
  6. (6)前記バナジルフタロシアニンがバナジルテトラ−
    4−tert−ブチルフタロシアニンである、前項(5
    )に記載の光学フィルタ。
  7. (7)前記ポリマーマトリックスが更にトリス(p−ジ
    アルキルアミノフェニル)アミニウム塩を含有する、前
    項(1)に記載の光学フィルタ。
  8. (8)前記アミニウム塩がトリス(p−ジエチルアミノ
    フェニル)アミニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩で
    ある、前項(7)に記載の光学フィルタ。
  9. (9)前記ポリマーマトリックスがバナジルフタロシア
    ニンとトリス(p−ジアルキルアミノフェニル)アミニ
    ウム塩とを含有する、前項(1)に記載の光学フィルタ
  10. (10)532nmにおいて光学濃度少くとも約2をも
    つ、前項(1)に記載の光学フィルタ。
  11. (11)562nmにおいて光学濃度少くとも約3を持
    つ、前項(1)に記載の光学フィルタ。
  12. (12)レーザ放射線源と対象物との間に、化合物白金
    ジユウテロポルフイリンIXジメチルエステルを含有する
    光学フィルタを挿入する段階を包含する、波長532n
    mを持つレーザ放射線への曝露から対象物を保護する方
    法。
  13. (13)フィルタが前記の化合物を含有する光透過性ポ
    リマーマトリックスである、前項(12)に記載の方法
  14. (14)前記ポリマーマトリックスがポリカーボネート
    である、前項(13)に記載の方法。
  15. (15)前記化合物が前記フィルタの厚み全体に一様に
    分布されている、前項(12)に記載の方法。
  16. (16)前記フィルタが透明である前項(12)に記載
    の方法。
  17. (17)前記フィルタが更にバナジルフタロシアニンを
    含有する、前項(12)に記載の方法。
  18. (18)前記フィルタが更にトリス(p−ジアルキルア
    ミノフェニル)アミニウム塩を含有する、前項(12)
    に記載の方法。
  19. (19)前記フィルタが更にバナジルフタロシアニンと
    トリス(p−ジアルキルアミノフェニル)アミニウム塩
    とを含有する、前項(12)に記載の方法。
  20. (20)前記フィルタが532nmにおいて、光学濃度
    少くとも約2を持つている、前項(12)に記載の方法
JP1302267A 1988-11-25 1989-11-22 レーザ減衰光学フィルタ Pending JPH02199405A (ja)

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