The possibility of volumetric phase recording based on photo-oxidation of the side anthracene groups of a new polymer with a glass transition temperature of ~338 K by oxygen that enters the layer across the boundary with the atmospheric medium, was established experimentally. Volumetric holographic gratings with a maximum diffraction effi ciency of 2.5-9.5% were recorded with the radiation from a He-Ne laser (λ = 633 nm) in layers 5-20-μm thick. It was shown that in layers thicker than 10 μm the diffraction effi ciency is limited by saturation of growth in the modulation depth of the optical path difference. This effect is due to increase in the radius of the photorefraction sphere around the photosensitizer molecule with the increased photoconversion of the anthracene groups, which lowers the resolution of the holographic grating and its effective thickness.

АннотацияПредмет исследования. Рассмотрено образование периодических рельефов толщины слоев фоточувствительного полимера после записи в них голографических решеток и стимулирования деформаций материала обратимой пластификацией в нерастворяющей жидкости. Метод. Исследование выполнено для композиции сополимер с боковыми антраценовыми группами -фенантренхинон. Фенантренхинон передает энергию электронного возбуждения молекулам кислорода, поступающим через открытую поверхность полимерного слоя, которые затем вызывают окисление антраценовых фрагментов. Голографические решетки с периодом 2-5 мкм записаны с помощью лазерного излучения с длиной волны 532 нм в слоях толщиной около 1 мкм. Фоторельефы сформированы в процессе последующего набухания полимерного слоя в среде углеводородного проявителя. Основные результаты. По спектрам электронного поглощения исследовано фотосенсибилизированное окисление антраценовых групп нового полимера под действием оптического излучения в спектральном диапазоне 408-532 нм. Показано, что приближение длины волны возбуждения к максимуму длинноволнового поглощения фенантренхинона (410 нм) позволяет увеличить чувствительность слоя материала в 15 раз по сравнению со слоями с метиленовым синим в качестве фотосенсибилизатора. Экспериментально установлено, что амплитуда слабых периодических рельефов деформационной природы (высота менее 0,01 мкм), возникающих непосредственно после записи голографических решеток, в процессе обработки слоя жидким углеводородом многократно увеличивается. Ее максимальная величина достигает 25 % толщины регистрирующего слоя. Предположительно, деформация неоднородно облученного слоя стимулируется переводом полимерного материала в высокоэластичное состояние при его набухании. Фоторельефы стабильны после высушивания. Их прочность может быть увеличена фотосшиванием материала в результате фотодимеризации остаточных антраценовых групп при однородном облучении светом с длиной волны 365 нм. Несинусоидальность фоторельефа снижает достижимую при полном отражении дифракционную эффективность до значений менее 0,20. Практическая значимость. Исследованная полимерная композиция может быть использована для формирования рельефно-фазовых дифракционных оптических элементов излучением в сине-зеленой области спектра, обеспеченной рядом мощных лазерных источников. Ключевые слова сенсибилизированное фотоокисление, фенантренхинон, антрацен, полимерный фотоматериал, рельефная голографическая дифракционная решетка Ссылка для цитирования: