紫外レーザー光による有機非線形材料表面への光導波路の形成

利用紫外激光在有机非线性材料表面形成光波导

• 批准号: 07246236
• 负责人: 村原 正隆
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07246236/
• 关键词: エキシマレーザー; エキシマランプ; 光化学的表面改質; 非線形材料の表面改質; 官能基置換; ホログラフィック・グレーティング; PMMA; ポリイミド

有機線形材料は、概して耐久性に乏しく、加工性が悪い。そこでこの材料の表面のみを選択的に改質すれば、材料内部の特性は保持したまま、表面だけに機能性を付与することができる。これら光化学的改質を、有機非線形材料に適用し、ホログラフィク露光法をに応用し、干渉によって強め合って部分のみで光分解を起こさせ、そこに所望の原子団を置換することによって、従来線刻によって構成されていた回折格子を、屈折率、吸収率あるいは反射率の異なる格子を構成させる事が出来る。これは導波路として用いれば、エバネセント波による波長変換SHGを作ることが可能である。そこで本年はエキシマレーザーやエキシマランプを用いて、光化学的にPMMAやポリイミドに官能基の微細パターンを置換させることに成功した。1.ArFエキシマレーザーを用いたPMMA表面へのNH2基の置換PMMAと合成石英ガラス窓の間には毛細管現象を利用してアンモニア水を密着させ、この石英ガラスから、エキシマレーザー光を入射する。またPMMA板と合成石英ガラス窓の間には約50μmのアンモニア水(濃度28%)の薄液層を形成させ、入射されるエキシマレーザー光でアンモニア水とPMMA表面を同時に光励起した。この光処理をKrFレーザーで行った場合はOHのみが置換され、ArFレーザーの場合はNH2とOHが置換される事が明らかに成った。一方アンモニア水はArFレーザー光ではNH3そよびH20の療法を光分解出来るが、KrFレーザー光ではNH3は分解できず、その結果としてArFレーザー照射のみNH2基が置換されるものと考える。2.Xe^★2エキシマランプを用いたポリイミド表面へのOH基の置換ポリイミドフィルム上にまたはメチルアルコールを滴下し、合成石英窓を被せ、試料と窓との間に毛細管現象により薄液層を形成する。この窓面にヘッドオン型エキシマランプを密着させ、172nmの真空紫外線光を照射すると、水を用いた場合12分の照射で、またメチルアルコールの場合は3分で、水との接触角が未処理の63°から20°に改質されることがわかる。またいずれの場合とも、処理面のATR-FTIR分光で3300cm-1にOHの吸収が確認されている。

有机线性材料通常耐用性较差，并且可加工性较差。因此，通过仅选择性修改该材料的表面，只能在保留材料内部的性质的同时将功能赋予表面。通过将这些光化学修饰应用于有机非线性材料上，将全息曝光方法应用于彼此，并仅在部分中增强光电分解，并替换所需的原子组，这是一种先前由线性处理构建的衍射式，可以使线性处理构建，可以与不同的折射式或反射率相同的固定性或反映性，可消除或反映。当用作波导时，可以使用逃生的波创建一个波长转换的SHG。因此，今年，我们成功使用了准分子激光器和准分子灯来光化学上用PMMA和聚酰亚胺替代功能组的细模式。 1。使用ARF准分子激光器，使用毛细管作用密切粘附在PMMA和合成石英玻璃窗口上，并从石英玻璃中入射Eccimer Laser Light。在PMMA板和合成石英玻璃窗之间形成了约50μM氨水（浓度28％）的稀薄液层，并同时由入射的Impimer激光器束同时将氨水和PMMA表面同时驱散。清楚地看到，当使用KRF激光器进行轻度处理时，只能更换OH，而当ARF激光器被NH2和OH替换时。另一方面，氨水可以用ARF激光光照降解NH3和H20治疗，但是KRF激光光无法降解NH3，因此，仅通过ARF激光辐照来代替NH2组。 2。使用Xe^★2先进灯在聚酰亚胺表面添加甲基醇，以滴入聚酰亚胺膜或甲基醇，用合成的石英窗口覆盖，并通过毛细管作用在样品和窗户之间形成薄的液体层。当将正面的先进灯与此窗口密切接触并用172 nm的真空紫外线照射时，与水的接触角度从未经处理的63°至20°到20°到未经处理的63°到未经处理的20°的未经处理的20°并用水辐射，当水是在水上辐射的20°时，甲基含量为12分钟，甲基酒精为3分钟时。此外，在这两种情况下，ATR-FTREPROSCOPOPY在治疗表面上均在3300 cm-1处证实了OH的吸收。

项目成果

村原正隆: "Excimer laser-induced photochemical modification and adhesion improvement of a fluororesin surface" J. Adhesion Sci. Technal. 9(12). 1601-1609 (1995)

Masataka Murahara：“准分子激光诱导的光化学改性和氟树脂表面的粘合性改进”J. Adhesion Technal 9(12)。

権田俊一: "薄膜作製応用ハンドブック" エヌ・ティー・エス, 1187 (1995)

贡田俊一：《薄膜制造应用手册》NTS，1187 (1995)

村原正隆: "Photochemical surface modification of palypropylene for adhesion enfrancement by suing an excimer Laser" J. Adhesion Sci. Techonol. 9(12). 1593-1599 (1995)

Masataka Murahara：“通过使用准分子激光对聚丙烯进行光化学表面改性”J. Adhesion Techonol。 9(12)。

池田正幸: "レーザー工学" オーム社, 174 (1995)

池田雅之：《激光工程》Ohmsha，174 (1995)

村原正隆: "Excimer Laser Induced photochemical Defluorination and Substitution of Hydrophilic Functional Group on Teflonsrface." SPIE・BiOS '96 Techonical Abstract. 37 (1996)

Masataka Murahara：“准分子激光诱导光化学脱氟和 Teflonsrface 上亲水官能团的取代。”SPIE·BIOS 96 技术摘要（1996 年）。