Volume Holographic Material for Red Spectral Range Based on Polymer with Anthracene Side Groups

Abstract

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.

Polymer composition with phenanthrenequinone for recording relief holographic gratings

“…Полимерная основа материала представляет собой сополимер, включающий звенья с боковыми фрагментами в виде монозамещенного антрацена и фотонейтральные звенья. В результаты выполненной оценки температуры стеклования материала получена величина 338 К, что примерно на 40 К ниже, чем у полиметилметакрилата -основы реоксана [6]. Приближение температуры стеклования исследуемого материала к комнатной температуре, при которой происходит фотоокисление, обеспечивает более интенсивную диффузию атмосферного кислорода через поверхность слоя.…”

“…Фотоиндуцированные деформации известного с 1970-х годов объемного голографического материала реоксан [1][2][3][4], были сведены к минимуму применением полимерной матрицы -полиметилметакрилата. Полимерная основа рассматриваемого в настоящей работе антраценсодержащего материала [5,6] гораздо более пластична. По сравнению с аналогами, это приводит к образованию на поверхности достаточно толстых (около 10 мкм) слоев терморелаксационных фоторельефов, как при фотоокислении, так и при фотодимеризации боковых антраценовых групп макромолекул.…”

“…По сравнению с аналогами, это приводит к образованию на поверхности достаточно толстых (около 10 мкм) слоев терморелаксационных фоторельефов, как при фотоокислении, так и при фотодимеризации боковых антраценовых групп макромолекул. Высота фоторельефа невелика и составляет десятые доли процента толщины слоя [6,7]. Результаты терморелаксации в полимерной среде существенно зависят от ее пластичности, т. е. от близости температуры процесса к температуре стеклования материала, что объясняется возникновением сдвиговых напряжений при рельефообразовании.…”

“…Первоначально такой способ был применен для усиления рельефных голографических решеток в слоях фотосшиваемых полимеров с боковой бензальдегидной группой [11,12]. Эффект усиления решеток получен также для композиции на основе антраценсодержащего сополимера [13]. Лазерное излучение с длиной волны 633 нм поглощалось молекулами фотосенсибилизатора (метиленовый синий), который генерировал синглетный кислород, окисляющий антраценовые группы макромолекул.…”

“…Первоначально он использовался в качестве фото сенсибилизатора синглетного кислорода в составе объемного голографического материала реоксан [14]. Отметим, что фотопродукты фенантренхинона инициируют деформацию расширения полимерной матрицы [15], как и продукты фотоокисления боковых антраценовых групп рассматриваемого сополимера [6]. Существенная особенность реоксана заключается в возможности изменения диапазона его чувствительности в пределах всей видимой области спектра путем выбора соответствующего фотосенсибилизатора.…”