JPH04290281A - 色素レーザ装置 - Google Patents
色素レーザ装置Info
- Publication number
- JPH04290281A JPH04290281A JP5434991A JP5434991A JPH04290281A JP H04290281 A JPH04290281 A JP H04290281A JP 5434991 A JP5434991 A JP 5434991A JP 5434991 A JP5434991 A JP 5434991A JP H04290281 A JPH04290281 A JP H04290281A
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- Japan
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- dye
- laser
- solvent
- water
- pyrromethene
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は大出力の色素レーザ装置
に係り、特にウランの同位体元素分離に使用するに好適
な色素レーザ装置に関する。
に係り、特にウランの同位体元素分離に使用するに好適
な色素レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、色素レーザは、溶液中の色素を
光励起してレーザ発振を生じさせるものである。色素レ
ーザ装置の溶媒は、水（例えば特開昭６２−２８５４８
９号公報，特開平１−１６００７９ 号公報等）やアル
コール等が使用されるが、特に、ウラン同位体分離用色
素レーザ装置では後者のアルコール（例えば特開平１−
２２０８７８ 号公報、特開平１−２３０２８３号 公
報等）が使用される。アルコールを用いる理由は、レー
ザ色素（ローダミン類）の特性と合致しているからであ
る。水を用いる場合には、励起分子のレーザ上準位から
三重項への遷移確率や三重項内での吸収確率が高くなる
。それらの遷移は励起エネルギに対し損失となるから、
大きなレーザ出力は得られない。 アルコールの場合、以上の現象は水の場合よりも小さい
ので、大きなレーザ出力が得られる。ローダミン類の色
素は、ウラン２３５とウラン２３８との間に存在する波
長６００ｎｍ付近の同位体シフトに適合したレーザ光を
発振できる代表的な色素である。最近では、新しい色素
としてピロメテンＢＦ２ 錯体が合成され、上述の波長
域での発振例が報告されているが（Ｔ．Ｇ．Ｐａｖｌｏ
ｐｏｕｌｏｓ他；ＯＰＴＩＣＳ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴ
ＩＯＮＳ；ｐｐ．４２５−４２７；１９８９．４やＬＡ
ＳＥＲ ＦＯＣＵＳＷＯＲＬＤ誌；ｐｐ．２５−２８；
１９９０．１０等）、この色素は水に対する溶解度が低
い。溶解度が低いと色素分子が局所的に偏在し、励起光
と作用する実効的空間が小さくなるため、レーザ発振が
困難であるか、発振した場合でもその出力は小さい。そ
のためこの色素に対しても、やはりアルコールが溶媒と
して使用されている。
光励起してレーザ発振を生じさせるものである。色素レ
ーザ装置の溶媒は、水（例えば特開昭６２−２８５４８
９号公報，特開平１−１６００７９ 号公報等）やアル
コール等が使用されるが、特に、ウラン同位体分離用色
素レーザ装置では後者のアルコール（例えば特開平１−
２２０８７８ 号公報、特開平１−２３０２８３号 公
報等）が使用される。アルコールを用いる理由は、レー
ザ色素（ローダミン類）の特性と合致しているからであ
る。水を用いる場合には、励起分子のレーザ上準位から
三重項への遷移確率や三重項内での吸収確率が高くなる
。それらの遷移は励起エネルギに対し損失となるから、
大きなレーザ出力は得られない。 アルコールの場合、以上の現象は水の場合よりも小さい
ので、大きなレーザ出力が得られる。ローダミン類の色
素は、ウラン２３５とウラン２３８との間に存在する波
長６００ｎｍ付近の同位体シフトに適合したレーザ光を
発振できる代表的な色素である。最近では、新しい色素
としてピロメテンＢＦ２ 錯体が合成され、上述の波長
域での発振例が報告されているが（Ｔ．Ｇ．Ｐａｖｌｏ
ｐｏｕｌｏｓ他；ＯＰＴＩＣＳ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴ
ＩＯＮＳ；ｐｐ．４２５−４２７；１９８９．４やＬＡ
ＳＥＲ ＦＯＣＵＳＷＯＲＬＤ誌；ｐｐ．２５−２８；
１９９０．１０等）、この色素は水に対する溶解度が低
い。溶解度が低いと色素分子が局所的に偏在し、励起光
と作用する実効的空間が小さくなるため、レーザ発振が
困難であるか、発振した場合でもその出力は小さい。そ
のためこの色素に対しても、やはりアルコールが溶媒と
して使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ウラン同位体分離に使
用する色素レーザ装置、あるいは、励起レーザ装置のレ
ーザ出力は、数十ワットから数百ワットに達し、アルコ
ール溶媒に対し着火源となる。対策として、レーザ光を
遮蔽した場所に大部分の溶液を収納したタンクを別置し
、そこから溶液を少量ずつ色素レーザ装置側に移送する
（特開平２−１９６４９０号公報）など、安全上の工夫
が行われてはいるが、溶媒がアルコールである限り火災
の危険は存在する。また、大規模ウラン同位体分離装置
では、色素レーザ装置も多数カスケード接続されるので
、大量のアルコール溶媒が必要になり、火災の危険もさ
らに増大する。
用する色素レーザ装置、あるいは、励起レーザ装置のレ
ーザ出力は、数十ワットから数百ワットに達し、アルコ
ール溶媒に対し着火源となる。対策として、レーザ光を
遮蔽した場所に大部分の溶液を収納したタンクを別置し
、そこから溶液を少量ずつ色素レーザ装置側に移送する
（特開平２−１９６４９０号公報）など、安全上の工夫
が行われてはいるが、溶媒がアルコールである限り火災
の危険は存在する。また、大規模ウラン同位体分離装置
では、色素レーザ装置も多数カスケード接続されるので
、大量のアルコール溶媒が必要になり、火災の危険もさ
らに増大する。
【０００４】本発明の目的は、ウラン同位体分離装置が
大規模化しても、本質的に安全な色素レーザ装置を提供
することにある。
大規模化しても、本質的に安全な色素レーザ装置を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ピロメテンＢ
Ｆ２ 錯体を色素，水を溶媒とし、色素セル上流側に超
音波振動子を設けたものである。
Ｆ２ 錯体を色素，水を溶媒とし、色素セル上流側に超
音波振動子を設けたものである。
【０００６】このような構成により、本来は良く混じり
あわず、従って、大きなレーザ出力が得られていなかっ
たピロメテンＢＦ２ 錯体色素と水の溶媒との組み合わ
せでも、ウラン同位体分離装置用として使用可能な大き
さのレーザ出力が得られることを見出したことが本発明
に至ったきっかけである。
あわず、従って、大きなレーザ出力が得られていなかっ
たピロメテンＢＦ２ 錯体色素と水の溶媒との組み合わ
せでも、ウラン同位体分離装置用として使用可能な大き
さのレーザ出力が得られることを見出したことが本発明
に至ったきっかけである。
【０００７】
【作用】色素セル上流側に設けた超音波振動子から発生
する超音波は、色素ピロメテンＢＦ２ 錯体を水の中に
溶解させる。これは一時的な現象で、再び、両者は分離
するが、溶解状態の保持時間中に色素セル内に流れ込ま
せることで、溶解状態をレーザ発振に利用することがで
きる。
する超音波は、色素ピロメテンＢＦ２ 錯体を水の中に
溶解させる。これは一時的な現象で、再び、両者は分離
するが、溶解状態の保持時間中に色素セル内に流れ込ま
せることで、溶解状態をレーザ発振に利用することがで
きる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図１に示す。構成は以下の
ようである。光学ガラス製の色素セル１の両端に流路２
と流路３とを設け、溶液を矢印ａから矢印ｂの方向へと
流し、それぞれ上流側と下流側とする。色素セル１の側
方には、円筒レンズ４を配置し、励起レーザ５を矢印ｃ
の方向から照射し、色素セル１内に焦点を結ばせる。そ
の焦点位置から矢印ｄの方向に色素レーザ出力６が発生
する。上流側の流路２の側壁に超音波振動子７１，７２
を設ける。溶媒には水を用い、色素には図２に表す構造
式の各種ピロメテンＢＦ２ 錯体を用いる。基Ｒ１，Ｒ
２は、ケース１ではともにＣＨ３である。ケース２では
基Ｒ１はＣ２Ｈ５，基Ｒ２はＣＨ３である。ケース３で
は基Ｒ１はＣＯ２Ｃ２Ｈ５，基Ｒ２はＣ２Ｈ５である。
ようである。光学ガラス製の色素セル１の両端に流路２
と流路３とを設け、溶液を矢印ａから矢印ｂの方向へと
流し、それぞれ上流側と下流側とする。色素セル１の側
方には、円筒レンズ４を配置し、励起レーザ５を矢印ｃ
の方向から照射し、色素セル１内に焦点を結ばせる。そ
の焦点位置から矢印ｄの方向に色素レーザ出力６が発生
する。上流側の流路２の側壁に超音波振動子７１，７２
を設ける。溶媒には水を用い、色素には図２に表す構造
式の各種ピロメテンＢＦ２ 錯体を用いる。基Ｒ１，Ｒ
２は、ケース１ではともにＣＨ３である。ケース２では
基Ｒ１はＣ２Ｈ５，基Ｒ２はＣＨ３である。ケース３で
は基Ｒ１はＣＯ２Ｃ２Ｈ５，基Ｒ２はＣ２Ｈ５である。
【０００９】図３において本実施例の動作を説明する。
この図では模式的に水の分子９を丸印、色素分子１０を
三角印で表す。当初、溶液は上流側の流路２（矢印ａの
方向）から水の分子９と色素分子１０とが混じりあわな
い状態２０で流れ込む。超音波振動子７２（超音波振動
子７１は断面と直交して図示されていない）は色素セル
１の上流側に、それと数ｃｍから数十ｃｍ離れた位置に
設ける。超音波振動子７１，７２によって生じた超音波
領域８内では、水の分子９と色素分子１０とが超音波の
エネルギのため振動し、一時的ではあるが色素分子１０
は水に良く溶解する。ここで生成された溶解分子１１は
、１ｍ／ｓから５０ｍ／ｓ程度の溶液流速のため溶解状
態２５を維持したまま色素セル１内に入る。矢印ｃ方向
からの励起レーザ５を円筒レンズ４で絞って色素セル１
内にスポット領域１２を形成する。このスポット領域１
２を溶解状態２５の溶液が通過し、その場合、色素分子
１０が均一に効率良く励起されので大きなレーザ発振出
力が得られる。レーザ発振に寄与した後の溶解分子１１
は、再び、水の分子９と色素分子１０とに分離し、混じ
りあわない状態３０となり下流側の流路３（矢印ｂの方
向）へ流れる。
三角印で表す。当初、溶液は上流側の流路２（矢印ａの
方向）から水の分子９と色素分子１０とが混じりあわな
い状態２０で流れ込む。超音波振動子７２（超音波振動
子７１は断面と直交して図示されていない）は色素セル
１の上流側に、それと数ｃｍから数十ｃｍ離れた位置に
設ける。超音波振動子７１，７２によって生じた超音波
領域８内では、水の分子９と色素分子１０とが超音波の
エネルギのため振動し、一時的ではあるが色素分子１０
は水に良く溶解する。ここで生成された溶解分子１１は
、１ｍ／ｓから５０ｍ／ｓ程度の溶液流速のため溶解状
態２５を維持したまま色素セル１内に入る。矢印ｃ方向
からの励起レーザ５を円筒レンズ４で絞って色素セル１
内にスポット領域１２を形成する。このスポット領域１
２を溶解状態２５の溶液が通過し、その場合、色素分子
１０が均一に効率良く励起されので大きなレーザ発振出
力が得られる。レーザ発振に寄与した後の溶解分子１１
は、再び、水の分子９と色素分子１０とに分離し、混じ
りあわない状態３０となり下流側の流路３（矢印ｂの方
向）へ流れる。
【００１０】図４に本発明の結果として超音波振動子の
有無に対応したレーザ出力（相対値）を示す。色素の種
類（ケース１，ケース２，ケース３）に係らず超音波振
動子のある方が大きなレーザ出力が得られた。本実験の
励起光としては銅蒸気レーザの波長５１０ｎｍ成分を使
用し、色素濃度はすべて５ミリモル毎リットルに統一し
て実施した。なお比較のため、同一の励起光・色素濃度
条件下でのエタノール溶媒・ローダミン６Ｇ色素の特性
も破線で示す。各種ピロメテンＢＦ２ 錯体色素でも従
来ウラン同位体分離装置用の色素レーザに用いられてき
たローダミン６Ｇ色素と同等なレーザ出力が得られてい
ることがわかる。
有無に対応したレーザ出力（相対値）を示す。色素の種
類（ケース１，ケース２，ケース３）に係らず超音波振
動子のある方が大きなレーザ出力が得られた。本実験の
励起光としては銅蒸気レーザの波長５１０ｎｍ成分を使
用し、色素濃度はすべて５ミリモル毎リットルに統一し
て実施した。なお比較のため、同一の励起光・色素濃度
条件下でのエタノール溶媒・ローダミン６Ｇ色素の特性
も破線で示す。各種ピロメテンＢＦ２ 錯体色素でも従
来ウラン同位体分離装置用の色素レーザに用いられてき
たローダミン６Ｇ色素と同等なレーザ出力が得られてい
ることがわかる。
【００１１】なお、超音波振動子の個数や取付角度に何
等制限は無い。また、励起光源は、エキシマレーザやア
ルゴンイオンレーザなど、一般に色素レーザの励起光源
として知られているものはすべて本発明に適用できる。
等制限は無い。また、励起光源は、エキシマレーザやア
ルゴンイオンレーザなど、一般に色素レーザの励起光源
として知られているものはすべて本発明に適用できる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、水を溶媒に用いること
が出来るので、安全な色素レーザ装置を得ることが出来
る。
が出来るので、安全な色素レーザ装置を得ることが出来
る。
【図１】本発明の斜視図。
【図２】本発明に使用する色素の化学構造図。
【図３】本発明の断面図。
【図４】本発明によるレーザ出力特性図。
１…色素セル、２…上流側の流路、３…下流側の流路、
７１，７２…超音波振動子。
７１，７２…超音波振動子。
Claims (1)
- 【請求項１】溶液を色素セル内に流す色素レーザ装置に
おいて、ピロメテンＢＦ２ 錯体を色素，水を溶媒とし
、色素セルの溶液上流側に超音波振動子を設けたことを
特徴とする色素レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5434991A JPH04290281A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 色素レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5434991A JPH04290281A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 色素レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04290281A true JPH04290281A (ja) | 1992-10-14 |
Family
ID=12968155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5434991A Pending JPH04290281A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 色素レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04290281A (ja) |
-
1991
- 1991-03-19 JP JP5434991A patent/JPH04290281A/ja active Pending
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