Control of optical nano-structure of azo-benzene polymers and its application to diffractive optics

偶氮苯聚合物光学纳米结构的调控及其在衍射光学中的应用

基本信息

  • 批准号:
    15360025
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.54万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Surface relief holograms are fabricated by means of irradiation of laser interference patterns. The diffraction efficiency and the surface relief depth depend on the writing energy and the polarization of the writing laser beam. This structure is very stable at temperatures under glass transition temperature T_g. We proposed a new technique to control the surface relief structure. The electric charge was deposited on the surface relief grating in a corona-depositing poling setup in an oven. The first-order diffraction efficiency measured before and after corona discharge increased from about 0.24 % to about 28 %. This diffraction efficiency increase is mainly caused by the increase of the relief depth caused by the electric charge. The relief depth is increased from 20 nm to 350 nm by corona charging.The formation and erasure of photoinduced surface relief gratings (SRGs) on azobenzene-containing polymers are simulated using a calculation model based on the moving-particle semi-implicit (MPS) method. For the convection calculation, an anisotropic diffusion model is proposed. The gradient force of the optical electric field and the influence of surface tension are considered as driving forces for photoinduced mass transport. The viscosity of polymer films changes with the light intensity in our model. Particle motions in SRG formation and erasure are calculated and the SRG pitch and polarization dependences of the SRG growing and erasing rates are investigated. These theoretical results coincide qualitatively with our experimental results.
利用激光干涉图样的照射制作了表面浮雕全息图。衍射效率和表面浮雕深度取决于写入能量和写入激光束的偏振态。这种结构在玻璃化转变温度T_g以下是非常稳定的。我们提出了一种新的技术来控制表面浮雕结构。在烘箱中的电晕沉积极化装置中,电荷被沉积在表面浮雕光栅上。在电晕放电之前和之后测量的一阶衍射效率从约0.24%增加到约28%。这种衍射效率的增加主要是由于电荷引起的浮雕深度的增加。通过电晕充电将浮雕深度从20 nm增加到350 nm,采用基于移动粒子半隐式(MPS)方法的计算模型模拟了偶氮苯聚合物表面光致表面浮雕光栅(SRG)的形成和擦除过程。对于对流计算,提出了各向异性扩散模型。光电场的梯度力和表面张力的影响被认为是光诱导质量传输的驱动力。在我们的模型中,聚合物薄膜的粘度随光强的变化而变化。计算了SRG形成和擦除过程中的粒子运动,研究了SRG生长速率和擦除速率与SRG节距和偏振态的关系。这些理论结果与我们的实验结果定性一致。

项目成果

期刊论文数量(44)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Full-color computer-generated holograms using 3-D Fourier spectra.
  • DOI:
    10.1364/opex.12.006246
  • 发表时间:
    2004-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Y. Sando;M. Itoh;T. Yatagai
  • 通讯作者:
    Y. Sando;M. Itoh;T. Yatagai
S.Makita, Y.Yasuno, Y.Satoh, M.Itoh, T.Yatagai: "Polarization-Sensitive Spectral Interferometric Optical Coherence Tomography for Human Skin Imaging"Optical Review. Vol.10, No.5. 366-369 (2003)
S.Makita、Y.Yasuno、Y.Satoh、M.Itoh、T.Yatagai:“用于人体皮肤成像的偏振敏感光谱干涉光学相干断层扫描”光学评论。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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时间剪切光学相干断层扫描装置及方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Computer simulation of photoinduced mass transport on azobenzene polymer films by particle method
粒子法计算机模拟偶氮苯聚合物薄膜光致传质
Holographic Recording on Azo-benzene Functionalized Polymer Film
偶氮苯功能化聚合物薄膜的全息记录
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M.Itoh;K.Harada;S.Kamemaru.;T.Yatagai
  • 通讯作者:
    T.Yatagai
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  • 资助金额:
    $ 9.54万
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