偶氮染料的光致双折射.docx

偶氮染料的光致双折射摘要本实验应用532nm的半导体激光作为泵浦光，633nm的氦氖激光作为读出光, 研究了偶氮染料参杂的聚合物薄膜的光致双折射特性，并研究了双折射程度与泵浦光的功率之间的关系，以及双折射与泵浦和读出光偏振夹角之间的关系关键词偶氮染料 光存储 光致双折射 写入光读出光生长 擦除 功率 偏振 夹角引言近年来，偶氮苯作为一个非线性光学材料(NLO)以其特异的光学性质在光子 学领域得到重视和应用［1-2 ］偶氮化合物的分子结构是在两个苯环之间以N = N双键连接为特征,在光的作用下，偶氮化合物能产生反式(trans)和顺式(cis)之 间的异构化反应，从而导致光致双折射效应性光学领域中，光折变材料引起了科技工作者的广泛关注，在诸多材料 中，有机偶氮染料参杂聚合物薄膜具有更加伏越的光学特性，其中，偶氮染料的 光致双折射特性，由于在光存储、光调制、光开发方面的应用已愈发引起人们的 关注实验原理 ：偶氮染料在一束线偏振光的照顾下，由反式能去折变为顺式结 构(周期性变化)概率正比于角的余弦值的平方，此角为泵浦光电场方向与分子 轴向之间的夹角由于分子由反式到顺式是杂乱无章的，各种取向当夹角为 90度时，便不会由反式变为顺式。

由此，夹角为 90 度的分子取向会越积越多， 最后当大多数分子取向为 90 度时，便由原光的各向同性变为各向异性，发生双 折射现象如图 1.起编器 评薪检倔器图1如图 2 中 p1,p2 偏振方向垂直，若材料是各向同性的，读在 p2 后的接收屏上的 读出光强是 0，若材料在写入光的照射下产生双折射，由右图知输出光强 I=Io sin2 (2a)sin2[2d(ne-no)/入]其中Io为经过pl后的读出光的光强，角a为pl偏振方向 与分子轴向之间的夹角，d为材料的厚度，ne\no分别为材料对e光、o光的折射率可见，发生双折射后，可以在p2后接受到光信号，即可以通过p2后读出光 的信号来反映材料的双折射1) 用一个 1/4 玻片将写入光变为圆偏振光用来擦除(可以实现快速擦除)做双折射的生长曲线、擦出曲线，如下图^llsxva吕 LL(n_x

不同的激发光强度，所对应 的透射光的饱和值不同从实验数据看出，随激发光强度增加，透射光的强度也 增加生长过程中的饱和值随功率的变化曲线，如下图220000 -|200000 -180000 -160000 -140000 -120000 -100000 -男LLSXVA(3)将激发光的强度保持不变，改变其偏振方向；使其与探测光的偏振方向夹角 从10°到90°变化，每隔10°记录一次，得到透射光随时间的变化曲线，如图 所示可见，夹角与样品的双折射性质的强弱有着密切的关系当夹角很小时 (<10°)，双折射很不明显，随着夹角的增大,透射光明显增大，其饱和值在夹 角为 45 度左右时达到最大若继续增大夹角 ，则透射光减小，在 90°时透射 光为最小如下图.240000 -220000 -200000 -180000 -160000 -140000 -120000 - . 0 10 20 角度曲线 40 50 60X Axis Title结论用一束 535nm 的激光照射样品时，在样品中发生了 trans-cis-trans 的异构 变化，由于激发光为线偏振光，偶氮分子沿垂直于光场方向重新取向，这样便产 生了光致各向异性，同时产生了光致双折射。

用一束 633nm 的激光探测光致双 折射，其折射率的变化与激发光的强度有关，激发光强，则饱和值大；反之，饱 和值小在激发光强度一定的情况下，其偏振方向与探测光偏振方向的夹角也对 透射光有着显著的影响在生长过程中，红光信号随时间的增加而增加，最终达到饱和值擦出过 程中，红光信号随时间增加而减小，但最后不为0，红光信号随写入功率的增加 而增加，红光信号在写入、读出光偏振夹角为 45度时，达到最大值 参考文献东北师大物理学院实验室，东北师大出版社《 近代物理实验》，2007，9， 177~~180李群,毕东瀛,魏雄等.偶氮侧基聚合物光致异构动力学研究.光子学报,1997,26 ⑸：403 〜407祁胜文等.偶氮材料——乙基橙的光致双折射特性.物理学 报.2005,54(7)：3189〜3193。