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DE2316040A1 - Farbstofflaser - Google Patents

Farbstofflaser

Info

Publication number
DE2316040A1
DE2316040A1 DE2316040A DE2316040A DE2316040A1 DE 2316040 A1 DE2316040 A1 DE 2316040A1 DE 2316040 A DE2316040 A DE 2316040A DE 2316040 A DE2316040 A DE 2316040A DE 2316040 A1 DE2316040 A1 DE 2316040A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
dye
laser
short
hydrogen atom
represent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE2316040A
Other languages
English (en)
Inventor
Karl Heinz Drexhage
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.)
Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eastman Kodak Co filed Critical Eastman Kodak Co
Publication of DE2316040A1 publication Critical patent/DE2316040A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14Lasers, 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
    • H01S3/20Liquids
    • H01S3/213Liquids including an organic dye

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

Farbstofflaser
Die Erfindung betrifft einen Farbstofflaser mit einer Lase*"farbstofflösung als Lasermedium und einer Pumpenergiequelle, die eine stimulierende Emission des Lasermediums hervorzurufen vermag.
Viele der Stoffe, die geeignete Lasermedien darstellen, befinden sich im festen oder gasförmigen Zustand. Nachteilig an festen Lasern ist, daß sie zum Kracken neigen und durch optische Störungen gekennzeichnet sind.
Es ist des weiteren bekannt, daß bestimmte organische Farbstoffe in Lösung als "flüssige Laser" oder "organische Farbstofflaser" verwendet werden können. Die Verwendung von organischen Laserfarbstoffen als Lasermedien weist dabei bestimmte Vorteile auf. Es sind verschiedene organische Farbstofflaser bekannt geworden, die eine stimulierte Emission (Lasing) innerhalb eines breiten Bereiches des Spektrums ermöglichen. Organische Farbstofflaser können des weiteren im allgemeinen derart abgestimmt werden, daß sie über einen Wellenlängenbereich emittieren, im Gegensatz zu Gas- und Feststofflasern, die durch eine Emission bei praktisch nur einer Wellenlänge gekennzeichnet sind. Schließlich stellen organische Farbstofflaser im Vergleich zu Gas- und Feststofflasern ein ökonomisches Lasermedium dar, zumal sie nicht unter den bekannten Nachteilen der Feststofflaser leiden, nämlich unter einem Kracken und optischen Störungen.
Die Fähigkeit organische Farbstofflaser abzustimmen oder zu tunen, beruht auf der breiten Fluoreszenzbande der Farbstoffkomponente. Derartige Laser lassen sich "tunen" unter Emission bei Wellenlängen innerhalb praktisch der gesamten Fluoreszenzbande des Farbstoffes, in^dem ein Streukörperelement, z.B. ein Beugegitter oder ein Prisma, verwendet wird.
Die Laserwirkung ist auf das Phänomen zurückzuführen, daß angeregte Atome oder Moleküle ein Photon oder adöCK Lichtquant emittieren, wobei dann dieses Photon oder Lichtquant selbst wieder dazu führt, daß ein anderes angeregtes Atom oder Molekül sein Photon vorzeitig emittiert. Dieser Vorgang wird bekanntlich als stimulierte Emission oder Anregungsemission bezeichnet.
Die Anregung organischer Laserfarbstoffe kann in der Weise erfolgen, daßdsr Farbstoff unter gesteuerten Bedingungen, die im folgenden noch näher erläutert werden, der Einwirkung einer geeigneten Energiequelle ausgesetzt wird, z.B. einem Elektronenbeschuß oder einer Belichtung oder Bestrahlung mit einer energiereichen Strahlungsquelle. Für flüssige Laserstoffe wird üblicherweise eine Bestrahlungsanregung verwendet. Die Anregung eines flüssigen Lasermediums durch Bestrahlung wird in der Regel als "optisches Pumpen" oder einfach als "Pumpen" bezeichnet. Typische geeignete Pumpquellen sind z.B. Riesenimpulslaser (giant pulse lasers), Xenon- und Argon-Lichtbogenblitzröhren sowie Lichtbogenentladungsröhren, die nur Luft oder andere gasförmige Gemische enthalten.
Es sind Laserapparaturen der verschiedensten Ausgestaltung bekannt geworden. Eine für flüssige Lasermedien auf der Basis organischer Farbstoffe besonders geeignete Laservorrichtung wird z.B. von Sorokin und Mitarbeitern in dem "IBM ,Journal", Band (1967), Seite 148, beschrieben» Vorteilhafte Laservorrichtungen weisen in der Regel einen optischen Hohlraumresonator auf, der einen Behälter für ein flüssiges Lasermedium oder ein innerhalb eines dünnwandigen Quarzzylinders angeordnetes flüssiges Lasermedium enthält. In der Regel stellt der Behälter einen Teil eines geschlossenen Systems dar, durch welches die Farbstofflösung während des Betriebes des Lasers zirkuliert wird. Auf diese Weise wird eine lokale Überhitzung, die Refraktionsunregelmäßigkeiten und ein Entspannungsabfall des Farbstoffs bewirken kannt wirksam verhindert. Als Energiequelle für die Anregung der Atome des Laserstoffes kann eine Lampe dienen, die das Lasermedium konzentrisch umgibt, z.B. eine solche, die einen ringförmigen Bereich
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innerhalb eines äußeren dickwandigen Quarzzylinders enthält. Der ringförmige Bereich kann ein Luft-Argongemisch enthalten und Elektroden aufweisen, die mit einem von einem Standard-Hochspannungsstrom versorgten induktionsarmen Kondensator betriebsfähig verbunden i»X..Zweckmäßig sind an beiden Enden des optischen Hohlraumresonators koaxial einander gegenüberliegende, nach innen reflektierende hohe Raumbegrenzungen, z.B. Spiegel, vorgesehen.
Erfolgt ein optisches Pumpen, so emittiert die verwendete Lichtquelle Licht solcher Wellenlängen, die innerhalb mindestens einer Absorptionsbande des Lasermediums liegen. Das absorbierte Licht bewirkt, daß im Medium vorhandene Molekülelektronen in einen anderen Energiezustand übergehen. Molekülelektronen existieren entweder in einem Singletzustand (zwei Elektronen besitzen einen Spinn in entgegengesetzten Richtungen) oder in einem Tripletzustand (zwei Elektronen besitzen einen Spinn in der gleichen Richtung). Der Grundzustand ist der nicht angeregte Zustand für Molekülelektronen und weist das niedrigste Energieniveau auf. In der Regel ist der Grundzustand in fast allen Molekülen ein Singletzustand (bezeichnet mit S0), und zwar einer von vielen möglichen Energiezuständen im Singletzustand. Wird die Pumpquelle aktiviert, so tritt der erzeugte Lichtimpuls in das Lasermedium ein und Photonen mit einer Energie von geeigneter absorptiver Wellenlänge werden durch aktive Moleküle des Lasermediums absorbiert und bewirken, daß Elektronen solcher Moleküle von einem anfänglichen energiearmen Grundniveau (S0) auf ein hohes Energieniveau angehoben werden, von welchem aus ein Emissionsstrahlungsübergang erfolgt.
Beim Betrieb des Lasers werden die Molekülelektronen des Lasermediums zweckmäßig durch intensive Energiezufuhr auf höher ange-Tegte Zustände des Singletsystems "gepumpt". Es wird angenommen, daß die Elektronen zunächst aus derartigen angeregten Zuständen auf den niedrigsten angeregten Zustand (bezeichnet mit S ) übergehen. Nach der Verminderung des Energieniveaus auf dasjenige des niedrigsten angeregten Singletzustandes kann das Molekül seinen
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verbleibenden Energieüberschuß durch Strahlung oder nichtstrahlend vom Zustand S auf S0 abgeben, nicht-strahlend von S auf einen Tripletzustand und danach durch Strahlung oder nicht-strahlend von dem niedrigsten angeregten Tripletzustand auf S0. In der Regel besteht die Laseremission aus einer optischen Emission, die vom Obergang von S auf verschiedene Schwingungs-formen von S0 herrührt. Die Neigung zur Tripletbildung beim Pumpen ist von Nachteil und zwar wegen der bei den Übergängen voe Triplet zum S°-Zustand in der Regel auftretenden Nichtstrahlungs-Energieverluste. Ferner wird die Laserwirkung in der Regel gebremst oder völlig unterbunden, wenn eine beträchtliche Überlappung zwischen der Tripletabsorption und entweder den Pumpbanden oder den Läser-Emissionsbanden erfolgt. Außerdem kann eine vorteilhafte Laseremission nur dann erfolgen, wenn die Population der Moleküle, die sich im Lasermedium durch Einpumpen von Licht bei diesem höheren Energieniveau ausgebildet hat, die im ursprünglichen niedrigen Energieniveau verbleibende Population von Molekülen übersteigt, d.h., wenn ein Zustand eingetreten ist, der üblicherweise als "Populationsinversion" oder "Umkehr der Energiezustände" bezeichnet wird.
Bei Erreichung der Energiezustandsumkehr erfolgt ein spontaner emittierender Übergang einzelner energiereicher Moleküle, wobei diese unter gleichzeitiger Ausstrahlung von Licht auf einen energiearmen Endzustand in der angegebenen Weise abfallen. Ein Teil des spontan emittierten Lichts wird in der Regel zwischen den in Innern»geordneten Reflektionsbegrenzungen durch den angegebenen optischen Hohlraumresonator hin und her reflektiert. Da dieses Licht das Lasermedium in beiden Reflektionsrichtungen oft durchläuft , löst es bei anderen der immer zahlreicher werdenden energiereichen Moleküle die angegebenen, unter Lichtemission erfolgenden vorzeitigen Übergänge aus. Dadurch wird weiteres Licht erzeugt, das den Anteil des im Hohlraumresonator hin und her reflektierenden Lichts erhöht und weitere Lichtemissionsübergänge auslöst. Auf diese Weise entwickelt sich im Hohlraum rasch ein wachsender Impuls beidseitig reflektierten Lichts, das einen quantitativ hohen Wert erreicht, da der induzierte emittierende Molekül-
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übergang der auf einem hohen Energieniveau befindlichen Population ansteigt. Ist einer der reflektierenden Hohlraumbegrenzungen partiell durchlässig, was in der Regel der Fall ist, so tritt ein Teil der intensiv reflektierten Lichtimpulse durch diesen Endteil hindurch und aus dem Hohlraumresonator aus unter Bildung der Laserabgabe-Lichtimpulse oder des Laserstrahls.
Wie bereits dargelegt, weisen organische Farbstofflaser gegenüber Feststoff- und Gaslasern viele Vorteile auf. Je nach der gewünschten Lasing-Wellenlänge, müssen jedoch sehr unterschiedliche Farbstoffklassen ausgewählt werden, um wünschenswerte Ergebnisse erzielen zu können. So sind beispielsweise Coumarinfarbstoffe, z.B. das Umbelliferon, im kurzwelligen Bereich verwendbar, das Fluoreszein im mittleren Wellenbereich und die Rhodamine, z.B. das Rhodamin 6G im langwelligen Bereich, wie auch langkettige Cyaninfarbstoffe, z.B. das S^'-Diäthylthiatricarbocyaninjodid.
Vom Synthesestandpunkt aus gesehen, ist leicht erkennbar, daß es im allgemeinen weniger kostspielig ist verschiedene Farbstoffe einer Farbstoffklasse herzustellen als Farbstoffe verschiedener Farbstoffklassen um die erwünschten Lasing-Wellenlängen zu erzielen.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Klasse von Farbstoffen aufzufinden, die durch nur geringfügige strukturelle Veränderungen derart modifiziert werden können, daß sie innerhalb eines Bereiches von Wellenlängen, einschließlich Teilen des sichtbaren Spektrums zu lasen vermögen.
Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß Phenoxazinfarbstoffe besonders geeignete Lasermedien für flüssige Farbstofflaser darstellen. Es hat sich gezeigt, daß verschiedene einseine Farbstoffe der Phenoxazinfarbstoffklassen bei stimulierter Emission durch verschiedene Lasing-Wellenlängen gekennzeichnet sind. Geringfügige Modifikationen des Farbstoffmoleküls ermöglichen somit die Erzeugung von Farbstofflasern, welche in bestimmten ausgewählten Wellenlängenbereichen zu emittieren vermögen. 309841/0934
Bei den erfindungsgemäß verwendbaren Phenoxazinfarbstoffen handelt es sich um solche, welche das Amidiniumion-Chromophorsystem, das Carboxylionen-Chromophorsystem oder das amidi sehe Chroaophorsystem enthalten, d.h. Chromophorsysterne, wie sie beispielsweise in dem Buch von Mees und James, "The Theory of the Photographic Process", 3. Ausgabe, 1967, beschrieben werden. Des weiteren können diese Farbstoffe, die Schwefel- oder Seleniumanalogen der letzteren beiden genannten chromophoren Systeme enthalten, in welchem Falle Schwefel und/oder Selenium das oder die Sauerstoffatome ersetzen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Farbstofflaser mit einer Laserfarbstoff lösung als Lasermedium und einer Pumpenergiequelle, die eine stimulierte Emission des Lasermediums hervorzurufen vermag, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserfarbstofflösung als Laserfarbstoff mindestens einen Farbstoff einer der folgenden Formeln enthält:
oder
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worin bedeuten:
IOC f.
R , R , R und R einzeln jeweils ein Wasserstoffatom, einen
kurzkettigen Alkoxyrest oder R gemeinsam mit R gemeinsam mit R , R gemeinsam mit R und R gemeinsam mit R die Kohlenstoffatome, die zur Vervollständigung eines ankondensierten 5-, 6- oder 7-gliedrigen heterocyclischen Ringes erforderlich sind;
R und R einzeln jeweils ein Wasserstoffatom,
7 R Q 1Ω
R , R, Ry und R einzeln jeweils ein Wasserstoff- oder Halogenatom oder einen kurzkettigen Alkyl-, kurz-
7 kettigen Alkoxy-, oder Arylrest oder R und
8 9 10
R bzw. R und R gemeinsam die zur Vervollständigung eines ankondensierten 6-gliedrigen aromatischen Ringes erforderlichen Atome;
Z ein Anion ; X = ein Stickstoffatom oder das
entsprechende Oxid der Formel N —> 0; A ein Sauerstoff-, Schwefel- oder Selenatom und
B einen Hydroxy-, Thiol- (-SH), Selenol-
(-SeH), oder Aminrest.
"IOC A
Haben R , R , R und/oder R die Bedeutung eines kurzkettigen Alkylrestes, so kann dieser in vorteilhafter Weise 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatome aufweisen und gegebenenfalls substituiert sein, beispielsweise durch löslich machende Reste, z.B. Reste der Formel -SO3H oder -COOH. Stehen R1, R2, R5 und R6 für kurzkettige Alkoxyreste, so weisen diese vorzugsweise ebenfalls 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatome auf.
7 R Q ' 1Π
Stehen R , R , R und für kurzkettige Alkyl- oder kurzkettige Alkoxyreste, so weisen diese ebenfalls vorzugsweise 1 bis 6
7 8 Q 10
Kohlenstoffatome auf. Stehen R , R , R und R für Arylreste, so
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bestehen diese in vorteilhafter Weise aus Phenylresten» Stehen R7, R8, R9 und R1'
oder Fluoratomen.
R , R , R und R für Halogenatome, so bestehen diese aus Chlor-
Das durch Z~ dargestellte Anion kann beispielsweise aus einem Chlorid-, Bromid-, Jodid-, Perchlorat- oder Sulfatanion bestehen.
Steht B für einen Aminrest, so kann dieser die Formel -N c
\R5
aufweisen, wobei gilt, daß R und Rndie bereits angegebene Bedeutung haben können.
Besonders vorteilhafte Farbstoffe sind vom Standpunkt der Zugänglichkeit aus gesehen Farbstoffe der Formeln I und II, worin A ein Sauerstoffatom darstellt und B ein Sauerstoffatom oder ein Aminrest ist.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Farbstoffe lassen sich nach verschiedenen Methoden herstellen. So lassen sich beispielsweise Farbstoffe mit einem Amidiniumionen-Chromophorsystem nach Verfahren herstellen, wie sie beispielsweise in Chem. Ber., Band 36, Seite 479, (1903) beschrieben sind oder in Chem. Ber., Band 102, Seite 3603, (1969). Farbstoffe mit einem amidischen Chromophorsystem lassen sich beispielsweise nach Verfahren herstellen, wie sie aus Chem. Ber., Band 25, Seite 106 (1892) bekannt sind. Verschiedene erfindungsgemäß verwendbare Farbstoffe mit einem Carboxylionen-Chromophorsystem sind im Handel erhältlich, beispielsweise als Verbindungen Nr. P 2106 und P 2113 des "Eastman Organic Chemical Catalog No. 46.
In der Dye-Laser-Apparatur oder -Vorrichtung kann das Lasermedium leicht verändert werden und zwar durch einfache Entfernung der Farbstoff lösung aus dem Laserbehälter, Reinigen des Behälters und Hinzufügen einer neuen Farbstofflösung. Der leichte Ausstausch von Farbstoffen ermöglicht eine große Flexibilität der Vorrichtung, wobei die gewünschte Lasing-Wellenlänge leicht ausgewählt werden kann.
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Die erfindungsgemäß verwendeten Farbstoffe werden in "Lasingkonzentrationen" angewandt, d.h. Konzentrationen, die ausreichend sind, um unter üblichen Bedingungen eine stimulierte Emission der Laserfarbstofflösung zu bewirken. Im allgemeinen haben sich molare Konzentrationen von 10" bis 1O~ , insbesondere 10" bis 10 als vorteilhaft für maximale Ausstoßenergien erwiesen. Jedoch können auch Farbstoffkonzentrationen außerhalb des angegebenen Bereiches angewandt werden.
Zur Bereitung der Laserfarbstofflösungen können die verschiedensten üblichen bekannten Lösungsmittel angewandt werden, welche eine stimulierte Emission nicht inhibieren. Typ.ische geeignete Lösungsmittel zum Ansetzen der Lösungen sind Wasser, Alkanole, einschließlich einwertiger, zweiwertiger und mehrwertiger Alkohole mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen, z.B. Methanol, Äthanol, Iiopropanol, Isopropandiol, Butanol und dergleichen sowie ferner Arylalkohole, z.B. die verschiedensten Benzolderivate, bei denen der Hydroxyrest direkt an den Arylkern gebunden ist oder bei denen der Hydroxyrest durch einen Alkylenrest mit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen an den Arylkern gebunden ist, z.B. Phenol, Methylphenol, Resorcinol, Phenylcarbinol, Methylphenylcarbinol und dergleichen. Weitere geeignete Lösungsmittel sind fluorierte organische Alkohole, entsprechend den erwähnten Alkoholen, und solche, wie sie beispielsweise in der DOS 2 226 334 näher beschrieben werden sowie ferner heterocyclische Verbindungen mit einem Stickstoff-Heteroatom, z.B. Pyridin, 2,6-Dimethylpyridin und dergleichen sowie ferner kurzkettige Alkylketone, z.B. DimethyIketon. Auch können Kombinationen der verschiedensten Lösungsmittel verwendet werden und andere Lösungsmittel, die als geeignete Lösungsmittel zur Herstellung von Laserfarbstofflösungen bekannt-geworden sind.
Die Laserfarbstofflösungen können in den verschiedensten üblichen bekannten Laservorrichtungen verwendet werden. Eine LAservorrichtung, die speziell zum Testen von organisches flüssigen Farbstofflasermedien geeignet ist, ist beispielsweise die von Sorokin und Mitarbeitern in dem bereits zitierten IBM-Journal beschriebene Vorrichtung. 309841/0934
Im Falle kontinuierlicher Arbeitsweisen können die erfindungsgemäßen Lasermedien beispielsweise in Vorrichtungen des Typis verwendet werden, der in der DOS 2 133 106 näher beschrieben wird.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen. Falls nicht anders angegeben wurde als Anregungsquelle in den folgenden Beispielen ein Riesenimpuls eines 530,0 nm Doppe!frequenz Neodymiumglaslasers verwendet.
Das Farbstofflasermedium wurde in eine Cuvette gebracht, welche zwischen zwei dielektrische Spiegel gebracht wurde, welche einen nahezu hemisphärischen Farbstofflaserbehälter bildeten. Das Licht von der Anregungs- oder Pumpquell© gelangte durch einen der dielektrischen Spiegel in die die Farbstofflösung enthaltende Cuvette längs der optischen Achse des Behälters. Ein Strahlenteil wurde dazu verwendet, um den Ausstoß der Anregungsquelle zu erfassen, um die Lasing-Wellenläng@ bestimmen zu können.
Beispiel 1
Resorufin oder T-Hydroxy-SH-phenoxazin-S-on wurde in Methanols enthaltend Alkali, bis zu einer optischen Dichte von etwa 2,0 bei 530 nm in einer 5 cm Farbstoffcuvette vermischt. Die Cuvette wurde dann zwischen zwei dielektrische Spiegel, wie beschrieben gebracht. Der Farbstoff wies eine LaserweIlenlänge von etwa 608 Nanometer auf.
Beispiel 2
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme jedoch, daß als Farbstoff diesmal 9-Diäthylaraino-5-iraino-5H-benzo^"a_7phenoxazinhydrosul£at verwendet wurde. Als Lösungsmittel wurde Methanol verwendete Di® Las® wellenlänge lag bei etwa 690 nm.
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Beispiel 3
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt» mit der Ausnahme jedoch, daß diesmal als Farbstoff 7-Diäthylamino-3-(äthylimino)-3H-phenoxazinäthoperchlorat verwendet wurde» Als Lösungsmittel diente Methanol. Die Laserwellenlänge lag bei 715 nm.
Beispiel 4
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme jedoch, daß als Farbstoff diesmal Resazurin oder 7-Hydroxy-3H-phenoxazin-3-on-10-oxid verwendet wurde. Die Laserwellenlänge lag bei etwa 656 nm.
Beispiel 5
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme jedoch, daß als Farbstoff 7-Dimethylamino-3H-phenoxazin-3-on verwendet wurde. Als Lösungsmittel diente wiederum Methanol. Die Laserwellenlänge lag bei etwa 638 nm.
Beispiel 6
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme jedoch, daß als Farbstoff Q-Amino-S-imino-SH-benzo- ^"*a_7phenoxazinhydropercbbrat verwendet wurde. Als Lösungsmittel diente wiederum Methanol. Die Laserwellenlänge lag bei etwa 645 nm.
Beispiel 7
Der in Beispiel 6 beschriebene Farbstoff wurde in einem einfachen Blitzlichtlampenpumplasersystem getestet, das bestand aus einer 12,7 cm großen U-förmigen Xenon-Blitzlichtlampe (PEK Labs) und einem 1 Mikrofarad, 1O" Kilovolt Kondensator (Plastic Capacitors, Inc., EP1OO-1O5) zur Speicherung der Blitzenergie. Es wurde eine
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ungefähr 10 molare Lösung des Farbstoffes in Methanol verwendet, welche in ein zirkulierendes System gebracht wurde, zu welchem eine 139,7 mm lange Farbstoffzelle gehörte. Die Farbstoffzelle und die Blitzlichtlampe wurden gemeinsam mit normalem weißen Papier eingehüllt. Zwei plan-parallele dielektrische Spiegel wurden an den Enden der Zelle angeordnet, unter Erzeugung des Laserbehälters, der einen Transmissionsverlust von etwa 1OS aufwies. .Die Laserwellenlänge des Farbstoffes lag bei 677 nm.
Beispiel 8
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme jedoch, daß als Farbstoff 2,8-Dimethyl-7-äthylamino-3-(äthylamino)-3H-phenoxazinhydroperchlorat verwendet wurde. Als Lösungsmittel zur Bereitung der Farbstofflösung diente wiederum Methanol. Die Laserwellenlänge lag bei etwa 643 nm.
Beispiel 9
Das in Beispiel 7 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme jedoch, daß als Farbstoff der in Beispiel 3 beschriebene Farbstoff unter Verwendung von o-Dichlorbenzol als Lösungsmittel verwendet wurde. Bei Blitzlichtlampenpumpen wies der Farbstoff in diesem Lösungsmittel eine LäserweIlenlänge von 47 nm auf.
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Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    worin bedeuten:
    R1,R2,R5 und R6
    einzeln jeweils ein Wasserstoffatom, einen kurzkettigen Alkylrest oder einen kurzkettigen Alkoxyrest oder R gemeinsam rait R , R gemeinsam mit R , R gemeinsam mit R und R gemeinsam mit R die Kohlenstoffatome, die zur Vervollständigung eines ankondensierten 5-, 6- oder 7-gliedrigen heterocyclischen
    Ringes erforderlich sind;
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    R und R einzeln jeweils ein Wasserstoffatom,
    R7,R ,R und R einzeln jeweils ein Wasserstoff- oder
    Halogenatom oder einen kurzkettigen Alkyl-, kurzkettigen Alkoxy-, oder Arylrest oder R7 und R8 bzw. R9 und R10 gemeinsam die zur Vervollständigung eines ankondensierten 6-gliedrigen aromatischen Ringes erforderlichen Atome;
    Z ein Anion;X = ein Stickstoffatom oder das
    entsprechende Oxid der Formel N—> O;
    A ein Sauerstoff-, Schwefel- oder Selen
    atom und
    B einen Hydroxy-, Thiol- (-SH), Selenol-
    (-SeH), oder .Aminrest.
  2. 2. Farbstofflaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserfarbstofflösung bezüglich des Farbstoffes etwa 10~2 bis 10~6 molar ist.
  3. 3, Farbstofflaser nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserfarbstofflösung als Laserfarbstoff mindestens einen Farbstoff einer der angegebenen Formeln enthält, in denen bedeuten:
    "I 0 C f%
    R fR ,R und R jeweils ein Wasserstoffatom oder einen
    kurzkettigen Alkyl- oder kurzkettigen Alkoxy rest;
    R3 und R* jeweils ein Wasserstoffatom;
    R7,R8,R und R einzeln jeweils ©in Wass©rsto££atoia oder
    einen kurzkettigen Alkyl-,oder kurskettigen
    7 8 Q 10
    Alkoxyrest oder R und R bzw. R und R gemeinsam die zur Vervollständigung eines
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    ankondensierten 6-gliedrigen aromatischen Ringes erforderlichen Atome,
    Z" ein Anion;
    A . ein Säuerstoffatom und
    B einen Hydroxy- oder Aminrest.
  4. 4. Farbstofflaser nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserfarbstofflösung als Laserfarbstoff mindestens einen Farbstoff einer der folgenden Formeln enthält:
    oder
    in denen R5, R6, R7, R8, R9 und R10 die angegebene Bedeutung besitzen.
  5. 5. Farbstofflaser nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserfarbstofflösung als Laserfarbstoff mindestens einen Farbstoff der folgenden Formel enthält:
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    worin bedeuten:
    •j 2 tr f. '
    R ,R ,R und R jeweils ein Wasserstoffatom oder einen
    R3 und R4
    kurzkettigen Alkylrest;
    jeweils ein Wasserstoffatom;
    7 8 9 10
    R-, R , R und R jeweils ein Wasserstoffätom oder einen
    7 8
    kurzkettigen Alkylrest oder R und R bzw.
    ο in
    R und R gemeinsam die zur Vervollständigung eines ankondensierten 6-gliedrigen aromatischen Ringes erforderlichen Atome und
    ein Anion.
  6. 6. Farbstofflaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserfarbstofflösung als Laserfarbstoff mindestens einen der folgenden Farbstoffe enthält: ^
  7. 7-Hydroxy-3H-phenoxain-3-on; T-Hydroxy-SH-phenoxazin-S-on-10-oxid; ein Salz des 9-Diäthylamino-5-imino-5H-benzo£~a_7-phenoxazins; ein Salz des 7-Diäthylamino-3-(äthylimino)-3H-phenoxazins; ein Salz des 9-Amino-5-imino-5H-benzo^~a_7-phenoxazins oder ein Salz des 2,8-Dimethyl-7-äthylamino-3-(äthylimino)-3H-phenoxazins.
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DE2316040A 1972-03-30 1973-03-30 Farbstofflaser Pending DE2316040A1 (de)

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US23977572A 1972-03-30 1972-03-30

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