Процессы поляризационной оптической записи на основе фотовосстановления ароматических карбонильных соединений в полимерной матрице : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / научный руководитель А. В. Трофимова

Abstract

Объектом исследования являются полимерные фоточувствительные полимерные слои в процессе их взаимодействия с поляризованным и неполяризованным оптическим излучением. Целью выполняемой работы является экспериментальное выявление новых закономерностей поляризационно-фазовой оптической записи в полимерах с высокой концентрацией молекулярных структур фенантренхинона и бензальдегида Основными методами исследования являются: оптические поляризационные, интерференционные, спектроскопические методы исследования рассматриваемых полимерных материалов. В процессе работы использовались приборы: - спектрофотометр «Specord M40», - вольтметр В7-38, - весы ВЛР-200 г. В результате проведенной работы: 1) Экспериментально получены и проанализированы кинетики записи и темнового поведения фотонаведенного двулучепреломления в слоях полимеров, содержащих молекулы фенантренхинона и бензальдегидные группы в боковой цепи. 2) Экспериментально обнаружен рост положительного двулучепреломления, наводимого в полимерах карбонильного типа, при повышении температуры его записи. Температурный рост двулучепреломления в слоях композиции ФХ-ПММА относится на счет теплового расширения слоя, термораспада димеров либо образования фотопродуктов различного типа. Увеличение положительной составляющей величины анизотропии и скорости ее наведения в бензальдегидных полимерах связывается с увеличением подвижности бензальдегидных фрагментов с температурой. 3) Проведен анализ устойчивости фотонаведенного двулучепреломления в слоях карбонилсодержащих полимеров к последующему действию оптического излучения. Показано, что обнаруженная возможность фиксирования фотоанизотропии сохраняется и в случае пространственной модуляции ее величины – при создании анизотропных голографических решеток. 4) Показано, что в слоях полиметилметакрилата с 3 мольн. % ФХ толщиной ≈ 150- 200 мкм реализуется запись объемных поляризационных голограмм с эффективностью ≈ 8 %. Закономерность изменения дифракционной эффективности зависит от типа поляризационной голограммы. Угловая селективность голограмм позволяет использовать их для преобразования лазерного излучения с заметной расходимостью или излучения светодиодов. 5) Отработан метод создания полимерных поляризационных структур с периодически-модулированным фотонаведенным двулучепреломлением, использующий однократное поляризационное облучение слоя полимерного материала через фотомаску и последующее однородное облучение слоя. На основе многодоменной фотоориентации ЖК мономера изготовлены поляризационно-фазовые решетки с дифракционной эффективностью 0,06. 6) Выполнен анализ состояния поляризации лазерного излучения, дифрагированного на поляризационно-фазовой решетке, и выявлено, что во всех порядках, отличных от нулевого, наблюдается изменение направления поляризации падающего света на перпендикулярное. На основе матричного формализма Джонса проведено численное моделирование преобразования лазерного излучения поляризационно-фазовыми периодическими структурами. 7) Проведен анализ условий эффективной записи фотонаведенной оптической анизотропии в слоях карбонилсодержащих полимеров. Установлены оптимальные значения экспозиционной дозы поляризационного облучения слоев. Показана возможность достижения высокой модуляции анизотропного показателя преломления в периодических микроразмерных полимерных структурах.