Полимерная композиция с фенантренхиноном для записи рельефных голографических решеток

Могильный В.В., Храмцов Э.А., Шкадаревич А.П. Полимерная композиция с фенантренхиноном для записи рельефных голографических решеток // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23, № 2. С. 211–217. doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-2-211-217

Предмет 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.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License