Поляризационная анизотропия тонких твердотельных микроструктурированных пленок из азокрасителя AD-1 (1104467), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Изописания схемы измерения следует, что наблюдаемые оптическая анизотропияв эксперименте не относится ни к одному из указанных типов. Представленныена рис.11 результаты показывают анизотропию как для синей, так и для красной длины волны. Между тем наш образец не должен поглощать красный свет,т.к. спектр образца AD-1 в растворе не имеет поглощения в красной области.Таким образом, наблюдаемый дихроизм не может быть объяснен дихроизмомпоглощения. Он также не может быть двулучепреломлением, так как в схемезондирования использовался только один поляризатор. Следовательно, наиболее естественно было бы считать эту анизотропию поляризационным анизотропным рассеяниям. Для подтверждения отсутствия поглощения пленкойкрасного света была осуществлена фокусировка сначала непрерывного зеленого (540 нм), а затем красного (632 нм) лазерных излучений в пятно диаметром20 мкм на поверхность образца.
По регистрации тепловых эффектов было показано, что коэффициент поглощения пленки для красного света более чем в 100раз меньше, чем для зеленого. Таким образом, было подтверждено, что наблюдаемый в нашем случае анизотропия не связана с поглощением или двулучепреломлением, а обусловлен рассеянием.
Еще одним подтверждением этомуявляется увеличение анизотропии при уменьшении числовой апертуры объектива (это можно увидеть из сравнения зависимостей, показанных на рис.11).Полагая, что для красного света анизотропия обусловлена рассеянием, а длясинего – одновременно поглощением и рассеянием, мы ожидаем, что поведениерегистрируемого сигнала будет похожим на то, которое представлено на рисунках. Действительно, чем меньше значение NA объектива, тем большая частьсигнала от рассеяния собирается объективом, приводя к большему влияниюанизотропии.В четвертой главе приведены результаты экспериментального исследования ориентационных свойств тонких микроструктурированных твердотельных пленок из азокрасителя AD-1 с субволновым пространственным разрешением с помощью сканирующего оптического микроскопа ближнего поля(СОМБП).15В §4.1 описана конструкция СОМБП в конфигурации сканирования зондом.В §4.2 приведены результаты измерения доменной структуры тонких твердотельных микроструктурированных пленок из азокрасителя AD-1.
Представлено изображение структуры тонкой твердотельной микроструктурированнойпленки из азокрасителя AD-1, полученное с помощью СОМБП в топографической моде. Пленка имеет ярко выраженную доменную структуру, представляющую собой хаотично расположенные анизотропные домены с характерными размерами от 100 нм до 2 мкм.Также приводится изображение пленки, полученное с помощью атомносилового микроскопа, после воздействия фемтосекундного лазерного излучения. Зарегистрировано, что при дозе облучения, превышающей пороговую, наблюдается перестройка доменной структуры пленки.На рис.
12. представлены топографические (а) и оптические (б) изображения одного и того же участка пленки с высоким пространственным разрешением, что позволило провести сравнение пространственного профиля пленки сраспределением светового поля. На оптическом изображении более светлыеобласти соответствуют более высоким интенсивностям света.Рис.12. СОМБПизображенияодного и тогоже участкапленки:а) топография;б) оптика.(а)(б)Из полученных результатов видно, что пространственная локализациясвета значительно более высокая, чем характерные размеры изменения пространственного профиля пленки.
Обсуждается, что наиболее вероятной причиной такого распределения светового поля по поверхности пленки являются«фотонные размерные эффекты» (наиболее хорошо известным проявлением«фотонных размерных эффектов» являются оптические свойства фотонныхкристаллов), проявляющиеся в данном случае в сильной субволновой пространственной локализации светового поля внутри доменов. Делается вывод,что наиболее вероятным механизмом обнаруженного эффективного поляризационно зависимого наведенного рассеяния в тонких микроструктурированных16пленках является сильная внутридоменная субволновая пространственная локализация проходящего лазерного излучения.В Заключении перечислены основные результаты диссертационной работы:1.
Определены условия изготовления тонких твердотельных микроструктурированных пленок из азокрасителя AD-1 (4,4'-бис-(4-N,N-ди(nбутил)аминофенилазо)бифенил). Показана возможность управления доменной структурой пленок с помощью выбора растворителя при изготовлении пленок методом центрифугирования путем осаждения красителя израствора. При использовании дихлорэтана, толуола и хлороформа в качестве растворителей пленка состоит из анизотропных случайно ориентированных доменов с размерами от 100 нм до 2 мкм.2.
Впервые обнаружен и количественно измерен эффект фотоиндуцированной оптической анизотропии в микроструктурированных пленках из азокрасителя AD-1 при двухфотонном поглощении. При воздействии поляризованного лазерного излучения фемтосекундной длительности (средняямощность - 50 мВт, длина волны - 800 нм, длительность импульсов ~ 60 фс,частота следования - 80 МГц), сфокусированного в область диаметром~ 15 мкм (пиковая интенсивность ~ 2 ГВт/см2) в течение 1 мин в центрепучка оптическая плотность для зондирующего излучения с перпендикулярной накачке поляризацией увеличилась на 0,4 (соответствующее изменение интенсивности – в 2,5 раза), а с параллельной – уменьшилась на такую же величину.
Полученные изменения оптических плотностей для двухортогональных поляризаций свидетельствуют о существенном вкладе внаблюдаемый дихроизм пространственной переориентации молекул, в отличие от селективного фотохимического обесцвечивания и ориентационного выжигания провалов, в основном наблюдаемых в предыдущих работах.3. Проведены комплексные исследования фотохромных и фотоанизотропныхсвойств азокрасителя AD-1 при однофотонном поглощении, находившегося в различных агрегатных состояниях: в виде изотропных слоев в жидкой(органический растворитель) или твердотельной (полимерной) матрице.Показано, что эластичные (с присутствием остатков растворителя) полимерные слои азокрасителя AD-1 проявляют эффект фотоиндуцированнойоптической анизотропии (дихроизм поглощения и двулучепреломление),связанный как с обратимой фотохимической изомеризацией (известныйкак «пассивная фотохимическая угловая селекция» в поляризованном све174.5.те или «эффект Вейгерта»), так и с активной переориентацией и упорядоченностью молекул самого хромофора и его ближайшего окружения.
Втвердых полимерных растворах данного красителя предельное значениефотоиндуцированного параметра ориентационного порядка ~ 0,3. Дляаморфных слоев зарегистрирована высокая цикличность переориентации.При стирании током не наблюдалось ухудшений ориентационных свойствпленки даже после 43-го цикла переориентации.Впервые обнаружен и исследован эффект поляризационно-анизотропногорассеяния в микроструктурированных твердотельных пленках азокрасителя AD-1 при однофотонном поглощении линейно поляризованного излучения и двухфотонном поглощении фемтосекундных лазерных импульсов.При однофотонной ориентации зарегистрирована сильная поляризационная анизотропия рассеяния: достигнуто 100 кратное отношение интенсивностей рассеяния для перпендикулярных поляризаций зондирующего лазерного пучка.С помощью СОМБП исследованы микроструктурированные пленки изазокрасителя AD-1 в топографической и оптической модах.
Показано, чтопричиной сильного дихроизма рассеяния в микроструктурированных пленках из азокрасителя AD1, являются «фотонные размерные эффекты», проявляющиеся в сильной пространственной локализации светового полявнутри доменов.Список работ, опубликованных по теме диссертации1.Джанг Я.C. (Чжун Ен Сок), Козенков В.М., Магницкий С.А., НагорскийН.М., Фотоориентация молекул азокрасителя в тонкой твердотельнойпленке при нелинейном возбуждении фемтосекундными лазерными импульсами // Квантовая электроника, т.
36, № 11, сс. 1056-1057 (2006).2.Джанг Я.C. (Чжун Ен Сок), Козенков В.М., Магницкий С.А., НагорскийН.М., Фотохромные и фотоанизотропные свойства азокрасителя AD-1 вразличных агрегатных состояниях // Препринт физического факультетаМГУ, № 12/2006, сс. 1-43 (2006)3.Dubrovkin A.M., Jung Yongseok (Чжун Ен Сок), Kozenkov V.M., MagnitskiiS.A., Nagorskiy N.M., Nonlinear induced polarization dependent scattering in18solid state azo-dye films // Laser Physics Letters, DOI: 10.1002/lapl.200610114(2006)4.Ezhov A.A., Luhovitzkii B.I., Magnitskii S.A., Muzychenko D.A., Panov V.I.,Jung Youngseok (Чжун Ен Сок), Toursynov J.S., Multimode module-type scanning near-field optical microscope for the diagnostics of nanostructures // Proceedings of The First Scientific Workshop-Presentation «Optical Micro- andNanotechnologies» (OMaN – 1), St.
Peterburg, Russia, June 17 – 18, 2002,pp. 16 – 275.Bashevoy M.V., Ezhov A.A., Magnitskii S.A., Muzychenko D.A., Panov V.I.,Jung Youngseok (Чжун Ен Сок), Tarasishin A.V., Toursynov J. S., 3D modelling of scanning near-field optical microscopy // Proceedings of The First Scientific Workshop-Presentation «Optical Micro- and Nanotechnologies» (OMaN –1), St. Peterburg, Russia, June 17 – 18, 2002, pp. 32 – 406.Bashevoy M.V., Ejov A.A., Jung Yongseok (Чжун Ен Сок), Magnitskii S.A.,Muzychenko D.A., Panov V.I., Tarasishin A.V., Toursynov J.S., Modular scanning near-field optical microscope and 3d numerical modeling of NSOM // Abstracts of 11th Int.
Laser Physics Workshop (LPHYS’02), Bratislava, Slovakia,July 1 – 5, 2002, p. 2561920.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
