ENG
РУС
Поиск
Меню
О журнале
Политика открытого доступа
Редакционная коллегия
Редакционная политика
Редакционная этика
Правила рецензирования статей
Требования к оформлению статей
Формы представляемых документов
Рекомендации по оформлению ссылок на наш журнал
Редакция
Информация для подписчиков
Аннотации номера
Список авторов
Выпуски
Лицензионное соглашение
Порядок работы с персональными данными
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор

НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры













































doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-1-1-13

УДК 535.421, 535.15

Характеризация голографического фотополимера Bayfol HX в инфракрасной области спектра

Борисов В.Н., Зверев А.Д., Камынин В.А., Копьева М.С., Окунь Р.А., Цветков В.Б.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Борисов В.Н., Зверев А.Д., Камынин В.А., Копьева М.С., Окунь Р.А., Цветков В.Б. Характеризация голографического фотополимера Bayfol HX в инфракрасной области спектра // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23, № 1. С. 1–13. doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-1-1-13


Аннотация
Предмет исследования. Рассмотрена возможность создания дифракционных элементов на основе голографического фотополимера Bayfol HX, работающих в ближнем инфракрасном диапазоне спектра. Исследованы динамический диапазон показателя преломления фотополимера и амплитудно-фазовые характеристики голограмм в инфракрасном диапазоне. Изучено влияние параметров записи (плотности мощности записывающего излучения, времени записи) на распределение динамического диапазона показателя преломления между гармониками решетки. Метод. Анализ амплитудно-фазового характера голограмм выполнен с помощью измерения спектров пропускания исследуемого фотополимера после реакции фотополимеризации. Проведена оценка динамического диапазона показателя преломления фотополимера в спектральном диапазоне от 405 до 2099 нм. Предварительно осуществлены измерение и анализ контуров угловой селективности голограмм с периодами от 414 до 2100 нм, оптимизированных под разные части исследуемого спектрального диапазона. Выполнен анализ влияния параметров записи на распределение динамического диапазона показателя преломления между гармониками решетки. Произведен расчет амплитуд первой и второй гармоник модуляции показателя преломления из экспериментально измеренных контуров угловой селективности голограмм, сформированных при разных длительностях записи при постоянной дозе облучения. Основные результаты. Показано, что динамические диапазоны показателя преломления фотополимера в ближнем инфракрасном диапазоне и в длинноволновой части видимого диапазона отличаются на величину, не превышающую точности измерений. Продемонстрировано ярко выраженное нарушение закона взаимозаместимости при масштабировании интерференционной картины и/или изменении плотности мощности записывающего излучения. Практическая значимость. Найдены оптимальные условия записи голограмм в исследуемом фотополимере для их применения в инфракрасном диапазоне спектра. Исследованный голографический материал может найти применение в телекоммуникационной оптике.

Ключевые слова: голография, Bayfol, фотополимер, инфракрасное излучение, дифракционная оптика

Благодарности. Работа выполнена на базе Научного центра мирового уровня «Фотоника» при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (грант № 075-15-2020-912). Авторы благодарят доктора Фридриха-Карла Брудера за предоставление голографической среды Bayfol HX, а также Василия Валерьевича Лесничего за консультации по вопросам анализа экспериментальных результатов.

Список литературы
  1. Quintana J.A., Boj P.G., Crespo J., Pardo M., Satorre M.A. Line-focusing holographic mirrors for solar ultraviolet energy concentration // Applied Optics. 1997. V. 36. N 16. P. 3689–3693. https://doi.org/10.1364/AO.36.003689
  2. Glebov L.B., Smirnov V., Rotari E., Cohanoschi I., Glebova L., Smolski O.V., Lumeau J., Lantigua C., Glebov A. Volume-chirped Bragg gratings: monolithic components for stretching and compression of ultrashort laser pulses // Optical Engineering. 2014. V. 53. N 5. P. 051514. https://doi.org/10.1117/1.OE.53.5.051514
  3. Berneth H., Bruder F.-K., Fäcke T., Hagen R., Hönel D., Jurbergs D., Rölle T., Weiser M.-S. Holographic recording aspects of high-resolution Bayfol HX photopolymer // Proceedings of SPIE. 2011. V. 7957. P. 79570H. https://doi.org/10.1117/12.876202
  4. Bruder F.-K., Hansen S., Kleinschmidt T., Künzel R., Manecke C., Orselli E., Rewitz C., Rölle T. Integration of volume holographic optical elements (vHOE) made with Bayfol® HX into plastic optical parts // Proceedings of SPIE. 2019. V. 10944. P. 1094402. https://doi.org/10.1117/12.2510109
  5. Vázquez-Martín I., Gómez-Climente M., Marín-Sáez J., Collados M.V., Atencia J. True colour Denisyuk-type hologram recording in Bayfol HX self-developing photopolymer // Proceedings of SPIE. 2017. V. 10233. P. 102331U. https://doi.org/10.1117/12.2265802
  6. Marín-Sáez J., Atencia J., Chemisana D., Collados M.V. Full modeling and experimental validation of cylindrical holographic lenses recorded in Bayfol HX photopolymer and partly operating in the transition regime for solar concentration // Optics Express. 2018. V. 26. N 10. P. A398–A412. https://doi.org/10.1364/OE.26.00A398
  7. Bruder F.-K., Fäcke T., Grote F., Hagen R., Hönel D., Koch E., Rewitz C., Walze G., Wewer B. Performance optimization in mass production of volume holographic optical elements (vHOEs) using Bayfol HX photopolymer film // Proceedings of SPIE. 2017. V. 10233. P. 102330G. https://doi.org/10.1117/12.2265022
  8. Berneth H., Bruder F.-K., Fäcke T., Jurbergs D., Hagen R., Hönel D., Rölle T., Walze G. Bayfol HX photopolymer for full-color transmission volume Bragg gratings // Proceedings of SPIE. 2014. V. 9006. P. 900602. https://doi.org/10.1117/12.2038399
  9. Bruder F.-K., Fäcke T., Hagen R., Hönel D., Orselli E., Rewitz C., Rölle T., Walze G. Diffractive optics with high Bragg selectivity: volume holographic optical elements in Bayfol® HX photopolymer film // Proceedings of SPIE. 2015. V. 9626. P. 96260T. https://doi.org/10.1117/12.2191587
  10. Bruder F.-K., Bang H., Fäcke T., Hagen R., Hönel D., Orselli E., Rewitz C., Rölle T., Vukicevic D., Walze G. Precision holographic optical elements in Bayfol HX photopolymer // Proceedings of SPIE. 2016. V. 9771. P. 977103. https://doi.org/10.1117/12.2209636
  11. Bruder F.-K., Fäcke T., Hagen R., Hönel D., Kleinschmidt T.P., Orselli E., Rewitz C., Rölle T., Walze G. Diffractive optics in large sizes: computer-generated holograms (CGH) based on Bayfol HX photopolymer // Proceedings of SPIE. 2015. V. 9385. P. 93850C. https://doi.org/10.1117/12.2077139
  12. Marín-Sáez J., Atencia J., Chemisana D., Collados M.V. Characterization of volume holographic optical elements recorded in Bayfol HX photopolymer for solar photovoltaic applications // Optics Express. 2016. V. 24. N 6. P. A720–A730. https://doi.org/10.1364/OE.24.00A720
  13. Bruder F.-K., Frank J., Hansen S., Lorenz A., Manecke C., Meisenheimer R., Mills J., Pitzer L., Pochorovski I., Rölle T. Expanding the property profile of Bayfol HX films towards NIR recording and ultra-high index modulation // Proceedings of SPIE. 2021. V. 11765. P. 117650J. https://doi.org/10.1117/12.2579235
  14. PengH., NairD.P.,KowalskiB.A., XiW., GongT., WangC., ColeM., CramerN.B., XieX., McLeodR.R., BowmanC.N. High performance graded rainbow holograms via two-stage sequential orthogonal thiol–click chemistry // Macromolecules. 2014. V. 47. N 7. P. 2306–2315. https://doi.org/10.1021/ma500167x
  15. Monte F.D., Martínez O., Rodrigo J. A., Calvo M. L., Cheben P. A volume holographic sol-gel material with large enhancement of dynamic range by incorporation of high refractive index species // Advanced Materials. 2006. V. 18. N 15. P. 2014–2017. https://doi.org/10.1002/adma.200502675
  16. Bruder F.-K., Fäcke T., Rölle T. The chemistry and physics of Bayfol® HX film holographic photopolymer // Polymers. 2017. V. 9. N 10. P. 472. https://doi.org/10.3390/polym9100472
  17. Kargaran A., Ebrahimi M., Riazi M., Hosseiny A., Jafari G.R. Quartic balance theory: Global minimum with imbalanced triangles // Physical Review. 2020. V. 102. N 1. P. 012310. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.102.012310
  18. Spiegler K.S., Kedem O. Thermodynamics of hyperfiltration (reverse osmosis): criteria for efficient membranes // Desalination. 1966. V. 1. N 4. P. 311–326. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(00)80018-1
  19. Lucarini V., Saarinen J.J., Peiponen K.-E., Vartiainen E.M. Kramers-Kronig Relations in Optical Materials Research. Springer Science & Business Media, 2005. 162 p. (Springer Series in Optical Sciences. V. 110). https://doi.org/10.1007/b138913
  20. Kopyeva M.S., Filatova S.A., Kamynin V.A., Trikshev A.I., Kozlikina E.I., Astashov V.V., Loschenov V.B., Tsvetkov V.B. Ex-vivo exposure on biological tissues in the 2-μm spectral range with an all-fiber continuous-wave holmium laser // Photonics. 2021. V. 9. N 1. P. 20. https://doi.org/10.3390/photonics9010020
  21. Kogelnik H. Coupled wave theory for thick hologram gratings // Bell System Technical Journal.1969. V. 48. N 9. P. 2909–2947. https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1969.tb01198.x
  22. Borisov V.N., Angervaks A.E., Ryskin A.I., Veniaminov A.V. Two-model spectral study of volume holograms in materials with diffusion-based mechanisms // Optical Engineering. 2019. V. 58. N 2. P. 024102. https://doi.org/10.1117/1.OE.58.2.024102
  23. Mees E.K., James T.H. The Theory of the Photographic Process. New York: Macmillan, 1967. Chap. 7. P. 132.
  24. Pottier P., Strain M.J., Packirisamy M. Integrated microspectrometer with elliptical Bragg mirror enhanced diffraction grating on silicon on insulator // ACS Photonics. 2014. V. 1. N 5. P. 430−436. https://doi.org/10.1021/ph400165j
  25. Liu P., Zhao Y., Li Z., Sun X. Improvement of ultrafast holographic performance in silver nanoprisms dispersed photopolymer // Optics Express. 2018. V. 26. N 6. P. 6993–7004. https://doi.org/10.1364/OE.26.006993
  26. Sheridan J.T., Lawrence J.R. Nonlocal-response diffusion model of holographic recording in photopolymer // Journal of the Optical Society of America A. 2000. V. 17. N 6. P. 1108–1114. https://doi.org/10.1364/JOSAA.17.001108
  27. Zhao G., Mouroulis P. Diffusion model of hologram formation in dry photopolymer materials // Journal of Modern Optics. 1994. V. 41. N 10. P. 1929–1939. https://doi.org/10.1080/09500349414551831
  28. Kelly J.V., O'Neill F.T., Sheridan J.T., Neipp C., Gallego S., Ortuno M. Holographic photopolymer materials with nonlocal and nonlinear response // Proceedings of SPIE. 2003. V. 5216. P. 127–138. https://doi.org/10.1117/12.509138
  29. Bruder F.-K., Deuber F., Fäcke T., Hagen R., Hönel D., Jurbergs D., Rölle T., Weiser M.-S. Reaction-diffusion model applied to high resolution Bayfol HX photopolymer // Proceedings of SPIE. 2010. V. 7619. P. 76190I. https://doi.org/10.1117/12.841956


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2024 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика