Електромагнітооптичне середовище для оптоелектроніки
Номер патенту: 77498
Опубліковано: 15.12.2006
Автори: Давиденко Микола Олександрович, Сиромятніков Володимир Георгійович, Давиденко Ірина Іванівна, Савченко Ірина Олександрівна
Формула / Реферат
Електромагнітооптичне середовище для оптоелектроніки, яке містить тверду прозору підкладку та світлочутливий шар на основі полімеру з азобензольними групами, яке відрізняється тим, що як світлочутливий шар використана плівка полікомплексу 4-метакрилоїлокси-(4'-карбокси-3'-оксі)азобензолу з металом ыз структурною формулою
,
де М - іон дворазово іонізованого атому металу.
Текст
Електромагнітооптичне середовище для оптоелектроніки, яке містить тверду прозору підкладку та світлочутливий шар на основі полімеру з азобензольними групами, яке відрізняється тим, що як світлочутливий шар використана плівка полікомплексу 4-метакрилоїлокси-(4'-карбокси-3'оксі)азобензолу з металом ыз структурною формулою 2 3 77498 4 електричного чи магнітного поля. Під дією радикалів, на яку може впливати зовнішнє зовнішнього поля виникає орієнтаційна пружня магнітне поле, а до складу азобензольних груп і деформація і як наслідок - наведена полем оптичполімерної плівки в цілому не входять магнітні на анізотропія (зміна коефіцієнту заломлення), яка центри, чутливі до дії зовнішнього магнітного поля. релаксує після виключення поля. Величина В основу винаходу поставлено задачу ствооптичної анізотропії залежить від величини дирення електромагнітооптичного середовища для польного моменту функціональних груп, форми і оптоелектроніки, у якому в якості фоточутливого розмірів молекул. шару з електромагнітооптичними властивостями Недоліками цього оптичного середовища є повикористовується плівка полімеру з азобензольроговий характер залежності наведеної оптичної ними функціональними групами і з координованианізотропії від напруженості зовнішнього поля, а ми магнітними іонами металів в кожній мономерній також сильна чутливість параметрів середовища ланці, що дозволило значно збільшити в ньому до температури і зовнішніх механічних навантавеличини електрооптичного і магнітооптичного жень. Крім того величина оптичної анізотропії моефектів. же бути неоднорідною в площині одного й того ж Поставлена задача вирішується тим, що в зразка, або в зразках, електромагнітооптичному середовищі для оптоеприготованих при використанні різних лектронки, яке містить тверду прозору підкладку підкладок, так як поверхня підкладки, на якій та світлочутливий шар на основі полімеру з азоготується плівка полімерного рідкого кристалу, бензольними групами, в якості світлочутливого впливає на формування рідко кристалічного упошару використовується плівка полікомплексу 4рядкування в фоточутливому шарі. метакрилоїлокси-(4'-карбокси-3'-окси)азобензолу з Найбільш близьким по технічній сутності є опметалом (РА-М) структурної формули тичне середовище [Yaroshchuk О., Tereshcenko A., Zakrevskyy Yu., Shanski I. 3D Orientational structures in azopolymers studied by UV absorption method. // Мої. Cryst. and Liq. Cryst., 2001, v.361, p.187-192] для оптоелектроніки, яке містить тверду прозору підкладку та світлочутливий шар на основі полімеру з азобензольними групами. Величина електричного дипольного моменту азобензольних груп селективно зростає в напрямку орієнтації електричного вектора збуджуючого монохроматичного і лінійно поляризованого світла з ультрафіолетової області поглинання азобензольних груп, що призводить до появи фотоіндукованої оптичної анізотропії. Характеристики цього середовища менш чутливі до якості поверхні підкладки, на яку наноситься полімерна плівка, і товщини полімерної плівки. Час утворення фотоіндукованої оптичної анізотропії під дією опроміненя збуджуючим монохроматичним і лінійно поляризованим світлом становить декілька хвилин, а релаксація фотоіндукованої оптичної анізотропії при кімнатній температурі відбувається протягом декількох годин. Фізична сутність ефекту появи фотоіндукованої оптичної анізотропії полягає в зростанні електричного дипольного моменту азобензольних груп при поглинанні світла. Значна величина ефекту досягається тим, що функціональні азобензольні групи входять до складу кожної мономерної ланки полімерного ланцюга і складають високу концентрацію в полімерній плівці. Недоліками цього оптичного середовища є те, що для нього є порівняно малим електрооптичний ефект і практично відсутній магнітооптичний ефект. Це пояснюється тим, що фотоіндуковані електричні дипольні моменти азобензольних груп хоча і достатні для появи оптичної анізотропії, але де М - іон дворазове іонізованого атому металу. не досить великі для забезпечення значного елекОбласть оптичного поглинання і фоточутливості трооптичного ефекту і не змінюють свою цього середовища характеризується широкою орієнтацію при кімнатній температурі в смугою поглинання в ультрафіолетовій і ближній зовнішньому магнітному полі. Останнє пов'язано з до неї видимій області світла. При опроміненні тим, що фотоіндуковані ефекти в цьому світлом відбувається зростання електричного дисередовищі мають електро- і магнітостатичну припольного моменту азобензольних груп, відповідароду, не залежать від фотогенерації і рекомбінації 5 77498 6 ючого за фотоіндуковану оптичну анізотропію. Вплив зовнішнього електричного чи магнітного поля проявляється не тільки в зміні просторової орієнтації фотоіндукованих дипольних моментів азобензольних груп, але і в зміні геометричного положення електричне заряжених магнітних іонів металу, які жорстко зв'язані з азобензольними групами. В запропонованому оптичному середовищі абсолютне значення електрооптичного ефекту в 2,4 рази більше у порівнянні з прототипом. Магнітооптичний ефект спостерігається в запропонованому оптичному середовищі і відсутній для прототипу. Позитивний ефект впливу зовнішнього електричного поля досягається тим, що сила взаємодії з полем більше у випадку точкового заряду дворазове іонізованого атому металу у порівнянні з силою взаємодії дипольного моменту азобензольної групи з тим же полем. Позитивний ефект впливу зовнішнього магнітного поля досягається тим, що азобензольні групи з фотоіндукованими дипольними моментами жорстко з'єднані з магнітними іонами металу, які мають великий магнітний момент і можуть змінювати своє геометричне положення під дією зовнішнього магнітного поля. Причиною зміни просторової орієнтації фотоіндукованих дипольних моментів азобензольних груп Полімерну плівку готували методом поливу під впливом зовнішнього електричного чи магнітрозчину полімеру РА-Со або РА в ного поля є зміна просторового положення іонів диметилсульфоксиді. Після поливу розчину металу. полімеру і утворення полімерної плівки зразок опСуть винаходу пояснюється кресленнями, де тичного середовища сушили у вакуумній зображені: на фіг.1 - спектри оптичного поглинансушильній шафі при температурі +80°С у плині 6ня плівок фоточутливого шару запропонованого ти годин. Товщина світлочутливого шару оптичнооптичного середовища (крива 1), та прототипу го середовища складала 1,0-1,1 мкм і її вимірювали за допомогою інтерференційного (крива 2); на фіг.2 - графіки залежності I (криві мікроскопу МИИ-4. 1, 2) та I (крива 3) для довжини хвилі світла Іспити проводили в такий спосіб. Зразки з 546 нм від тривалості часу t опромінення вільною поверхнею світлочутливого шару, нанесеного на кварцеву пластину, використовували для зразків запропонованого оптичного середовища вимірювання оптичної густини (А) світлочутливого (крива 1, 3) та прототипу (крива 2) лінійно поляришару в діапазоні довжини хвилі світла = 30090 градусів. зованим світлом з irr при 1000 нм за допомогою спектральноЯк приклад зразки оптичного середовища для розрахункового комплексу КСВИП-23. Ці ж зразки оптоелектроніки готували у вигляді структур з використовували для вимірювання величини I вільною поверхнею полімерної плівки: (кварцева пластина)-(полімерна плівка), (скляна пластина)зміни інтенсивності лінійно поляризованого моно(електропровідний шар SnO2:Іn2O3)-(полімерна хроматичного світла, яке пройшло через зразок і плівка). Для приготування полімерної плівки викодругий поляризатор (аналізатор), під дією ристовували або полікомплекс з кобальтом РА-Со зовнішнього магнітного поля з напруженістю Н = згідно винаходу, або полімер полі-46,2 кЕ, де 0 / 0 , Іо - інтенсивність метакрилоїлокси-(4'-карбокси-3'-окси)азобензолу пройшовшого світла до включення магнітного по(РА), який є прототипом, не містить іонів металу і ля, ІH - інтенсивність пройшовшого світла після має структурну формулу: включення магнітного поля. Величину I визначали в залежності від Н, відрізку часу (t) опромінення зразків світлом з довжиною хвилі 411 нм і від часу після цього опромінення, irr довжини хвилі світла , з довгохвильового краю спектру поглинання полімерних плівок, кута між напрямками осей поляризатора і аналізатора. В цих експериментах використовували електромагніт, між полюсами якого напруженість магнітного поля змінюється від 0 до 6,2 кЕ. Оптична схема мала оптоволоконні кабелі, а поляризатор і аналізатор були прижаті до площини зразка і їх площини були перпендикулярні до напрямку силових ліній магнітного поля і до напрямку про 7 77498 8 меня світла. В якості джерела світла використовуЯк показано на фіг.2, де приведено графік вали оптичну схему з лампою накалювання та з 546 залежності для довжини хвилі світла комплектом інтерференційних світлофільтрів. нм від тривалості часу опромінення дослідних Інтенсивність падаючого світла змінювали нейзразків запропонованого оптичного середовища тральними світлофільтрами в діапазоні 0,2-10 (крива 1) і прототипу (крива 2) лінійно поляризова2 Вт/м . ним світлом з irr при = 90 градусів, для Зразки з полімерними плівками, нанесеними на електропровідний шар SnO2:Іn2O3 використовузразків прототипу величина має протилежний вали для вимірювання величини зміни знак і менша по амплітуді. В таблиці представлено інтенсивності лінійно поляризованого монохромарезультати вимірів величини в залежності від тичного світла, яке пройшло через зразок і кута . Вплив електричного поля на інтенсивність аналізатор, під дією зовнішнього електричного світла, пройшовшого через дослідний зразок опполя з напруженістю Е = 1.108 В/м, де тичного середовища, є максимальним для = 90 0 / 0 , І0 - інтенсивність світла до градусів, мінімальним для = 0 градусів та включення електричного поля, IE - інтенсивність спостерігається для від 400нм до 650 нм. Абсосвітла після включення електричного поля. Велилютне значення 5ІЕ більше для запропонованого чину визначали в залежності від Е, проміжку оптичного середовища. Після опромінення зразків часу t опромінення зразків світлом з довжиною чи запропонованого оптичного середовища, чи прототипу, релаксація електрооптичного ефекту 411 нм хвилі та часу після цього irr проходить на протязі декількох годин. опромінення, довжини хвилі світла з довгохЯк показано на фіг.2, де приведено графік вильового краю спектра поглинання полімерних залежності для довжини хвилі світла = 546 плівок, кута між напрямками осей поляризатора нм від часу опромінення запропонованого оптичта аналізатора. Площини зразка і поляризаторів ного середовища з плівками РА-Со (крива 3) були паралельними між собою і перпендикулярлінійно поляризованим світлом з irr при = 90 ними до напрямку світлового променя. Інтенсивність світла, яке пройшло через поляризаградусів, абсолютне значення величина в тори і зразок оптичного середовища, та її зміну запропонованому оптичному середовищі досягає при включенні поля реєстрували з використанням 0,042. В зразках прототипу з плівками РА ефект спектрально-розрахункового комплексу КСВИП-23. впливу магнітного поля не проявляється і = 0. Електричне поле в полімерних плівках створювали за допомогою коронного електричного розряду в В цих експериментах силові лінії магнітного поля з пристрої, який використовується при записі оптичнапруженістю Н = 6,2кЕ співпадали з напрямком них голограм фототермопластичним методом. світлового променя. В таблиці представлено реВеличину Е визначали виходячи з величини зультати вимірів величини в залежності від потенціалу вільної поверхні полімерної плівки кута . Вплив магнітного поля на інтенсивність відносно потенціалу електропровідного шару світла, пройшовшого через дослідний зразок заSnO2:Іn2O3. Всі виміри проводили при кімнатній пропонованого оптичного середовища, є макситемпературі. мальним для =90 градусів, мінімальним для Як показано на фіг.1, де приведені спектри оп=0 градусів та спостерігається для , від 400нм тичного поглинання плівок фоточутливого шару запропонованого оптичного середовища РА-Со до 650 нм. Після опромінення зразків запропоно(крива 1), та прототипу РА (крива 2), спектри пованого оптичного середовища релаксація глинання плівок РА-Со і РА схожі між собою. Тому магнітооптичного ефекту проходить на протязі можна вважати, що у видимій частині світла подекількох годин. Вплив магнітного поля на глинання визначається в основному поглинанням інтенсивність світла в зразках прототипу з азобензольних груп і воно мало чутливе до плівками РА не спостерігається. присутності в складі полімеру іонів металу. Таблиця Фоточутливий шар PA (прототип) РА-Со (запропоноване оптичне середовище) , , , , , =0 градусів =45 градусів =90 градусів =0 градусів =45 градусів =90 градусів -(0,004± 0,001) -(0,008 ± 0,001) -(0,012 ± 0,001) +(0,001± 0,001) +(0,014± 0,001) +(0,029± 0,001) +(0,003± 0,001) +(0,023± 0,001) +(0,042± 0,001) В зразках прототипу на основі плівок РА, в яких зовнішнє електричне поле призводить до просторової орієнтації фотоіндукованих диполей азобензольних груп, поляризоване світло в меншій мірі взаємодіє з цими диполями і величина має негативний знак. В зразках запропонованого 9 77498 10 оптичного середовища з плівками РА-М взаємодія них груп в плівках РА-М нового оптичного середополяризованого світла з фотоіндукованими диповища. На підставі проведених досліджень зроблено лями зростає і величина є позитивною. висновок про те, що в зразках запропонованого Останнє забезпечено тим, що іони металу з велиоптичного середовища вирішено задачу створення ким точковим електричним зарядом взаємодіють з електромагнітооптичного середовища для зовнішнім електричним полем більш сильно, ніж оптоелектроніки, у якому в якості фоточутливого дипольні моменти азобензольних груп. Наслідком шару з електромагнітооптичними властивостями цього є зміна кута орієнтації фотоіндукованих дивикористовується плівка полімеру з азобензольполей азобензольних груп у зовнішньому елекними функціональними групами і з координованитричному полі при наявності зв'язку з іонами метами магнітними іонами металів в кожній мономерній лу в плівках РА-М, яка є протилежною до такої ланці, що дозволило значно збільшити в ньому зміни в плівках РА. В зовнішньому магнітному полі величини електрооптичного і магнітооптичного виникають сили дії на магнітні іони металу, які ефектів. змушують змінювати напрямок орієнтації фотоіндукованих дипольних моментів азобензоль Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюElectromagnetooptical medium for an optoelectronic device
Автори англійськоюDavydenko Iryna Ivanivna, Davydenko Mykola Oleksandrovych, Savchenko Iryna Oleksandrivna
Назва патенту російськоюЭлектромагнитооптическая среда для оптоэлектронного устройства
Автори російськоюДавиденко Ирина Ивановна, Давиденко Николай Александрович, Савченко Ирина Александровна
МПК / Мітки
МПК: G11B 7/24, C09B 45/00, G03C 1/73
Мітки: середовище, оптоелектроніки, електромагнітооптичне
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-77498-elektromagnitooptichne-seredovishhe-dlya-optoelektroniki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Електромагнітооптичне середовище для оптоелектроніки</a>
Попередній патент: Прес для обробки будь-якого матеріалу, такого як металобрухт або металеві відходи
Наступний патент: Спосіб виявленя локальних джерел тепловиділення в зразках кристалів інтегральних схем та напівпровідникових приладів
Випадковий патент: Спосіб хірургічного лікування раку передміхурової залози