WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Журнал технической физики, 2004, том 74, вып. 6 Краткие сообщения 07;12 Фотоанизотропная композиция с расширенным спектральным диапазоном анизотропии © С.С. Петрова, В.Г. Шавердова Институт кибернетики АН Грузии, 380086 Тбилиси, Грузия (Поступило в Редакцию 4 июля 2003 г.) Приводятся экспериментальные данные по созданию двух- и трехкомпонентных композиций (смесей красителей в желатиновой и полимерной матрицах), обладающих вейгерт-чувствительностью к действию поляризованного излучения в широком спектральном диапазоне. Показано существенное влияние матрицы на фотоанизотропные свойства полученных композиций.

Как известно, для задач поляризационной голографии Двухкомпонентная композиция состоит из протравнеобходимо использование сред, приобретающих под ного желтого азокрасителя, вейгерт-чувствительного к воздействием поляризованного света анизотропию — яв- сине-зеленой области спектра, — компонент „A“ и ление, открытое Ф. Вейгертом в 1919 г. [1]. Создавая те- красителя трифенилметановой группы, вейгерт-чувствиорию поляризационной голографии, Ш.Д. Какичашвили тельного к красному диапазону спектра, — компопоказал, что голограммная среда участвует в процессе нент „B“. В трехкомпонентной композиции добавляются формирования изображения на равных правах с полем красители группы фуксина — компонент „C“, имеюполяризованных волн [2]. Таким образом, имея соот- щие максимум поглощения в зеленой области спектра.

ветствующую светочувствительную фотоанизотропную Спектр поглощения фуксина обнаруживает длинноволсреду, можно осуществить запись и воспроизведение новой максимум в области 500-550 nm [8].

всех характеристик электромагнитного поля, включая Протравные желтые азокрасители (ПЖА), составсостояние поляризации. К настоящему моменту извест- ляющие компоненту A, вейгерт-чувствительны к поно большое разнообразие светочувствительных сред, в ляризованному излучению в спектральном интервале которых под действием поляризованного света возника- 325-550 nm. Максимумы спектральной чувствительноют фотофизические и фотохимические процессы, приво- сти у них приходятся на область 420-440 nm. Анизотродящие к возникновению в них фотоанизотропии и фото- пия поглощения у ПЖА простирается от 350-510 nm, гиротропии. К их числу относятся материалы на основе а фотоиндуцированное двулучепреломление захватывает органических красителей различных классов, введенных всю видимую область спектра [9]. Предполагается, что в полимерную или желатиновую матрицы [3–6]. возникновение фотоиндуцированной анизотропии в проВ ранее рассматриваемых поляризационно-чувстви- травных азокрасителях обусловлено конформационной тельных средах на основе органических красителей фо- цис- и транс-изометризацией.

тоанизотропное поглощение возникало в сравнительно Трифенилметановые крисители (ТФМ), составляющие узком интервале, зависящем от индивидуальных свойств компоненту B, не являются вейгерт-чувствительными, красителя. Известно, что во многих случаях фотохи- т. е. даже мощная поляризованная засветка актиничным мическое поведение индивидуальных красителей сильно для них излучением He-Ne лазера (632.8 nm) приводит отличаются от свойств красителей в смесях. В спектре только к изотропному фoтовыцветанию облученного поглощения разнородных красителей могут возникать участка.

те или иные изменения. Например, уменьшение общей Как было показано в 1976 г., обработка водными поглощательной способности молекул в ряде случаях растворами бихроматов калия, натрия или аммония сопровождающееся небольшим смещением максимума желатиновых слоев, окрашенных ТФМ красителями, полосы поглощения и ее уширение либо появлением приводит к резкому возрастанию светочувствительности новых полос [7]. материала и выявляет способность к ярко выраженЕстественно было бы предположить, что и фото- ной анизотропии [10]. При облучении бихромированной анизотропные свойства сред на основе смесей краси- желатины, окрашенной ТФМ красителями, сплошным телей могут отличаться от фотоанизотропных свойств спектром поляризованного излучения ксеноновой лампы отдельных красителей, входящих в эти смеси. На основе в спектральном диапазоне 400-550 nm возникает изоэтого были созданы двух- и трехкомпонентные компози- тропное почернение облученного участка, а на участке ции, вейгерт-чувствительные в спектральном диапазоне от 550 nm до границ видимой области спектра — ани400-750 nm. зотропное изменение цвета. Это объясняется тем, что 124 С.С. Петрова, В.Г. Шавердова за потемнение в области от 400-550 nm ответственна бихромированная желатина (сравнение проводилось на контрольном образце БХЖ без красителя), а оптически наведенная анизотропия вызывается фотохимическими реакциями соединений хрома и активных функциональных групп красителя и желатины [11]. Это обстоятельство приводит к тому, что бихромат оказывает противоположное воздействие на компоненты A и B.

„Очувствляя“ компонент B и частично компонент C, он в то же время снижает чувствительность компонента A к поляризованному излучению из коротковолновой области спектра. Так как красители ПЖА входят в композицию в качестве одного из основных, то снижение чувствительности за счет изотропного почернения является крайне нежелательным. Зная, что это почернение вызвано бихромированной желатиной, были проведены дополнительные исследования по использованию других матриц, на которых бихромат не оказывал бы такого Рис. 1. Cпектральные кривые пропускания образцов: 1 — воздействия. В результате было выявлено, что матридвухкомпонентная композиция, 2 — трехкомпонентная компоца на основе поливинилпирролидона (ПВП) оказалась зиция.

весьма благоприятной для получения многокомпонентной композиции. Сохраняя все положительные свойства компоненты B, облучение He-Cd лазером (441.6 nm) Как видно из рис. 2 (кривая 3), засветка He-Ne не вызывает изотропного почернения. Таким образом, лазером приводит к появлению анизотропии поглощеиспользование в качестве матрицы ПВП позволило ния во всем видимом спектральном диапазоне. Знак наполучить двух- и трехкомпонентные композиции, вейведенной анизотропии постоянен. Такое распределение герт-чувствительные к излучению основных длин волн:

анизотропии указывает на то, что композиция реагирует 441.6, 488.0, 514.5, 632.8 nm.

на засветку He-Ne лазером иначе, чем входящий в Различие в физико-химических свойствах красителей него компонент B (ТФМ), для которого анизотропия рассматриваемых классов и в механизмах возникновезнакопеременна (кривая 4).

ния в ниx анизотропии требует создания новых технологических режимов для максимального выявления их фотоанизотропных свойств. Взаимные концентрации красителей, входящих в каждый компонент, подбирались экспериментальным путем, а соотношения компонент в композиции — спектрофотометрически.

На рис. 1 приведены спектральные кривые пропускания двух- и трехкомпонентной композиции. Компонент A — хромовый желтый „K“, c = 3.28 · 10-2 mol/l;

компонент C —фуксин, c = 1.33 · 10-2 mol/l; матрица ПВП — 5% весовых, бихромат аммония — 2.5% весовых. На отобранных образцах проводились количественные измерения наведенной анизотропии. С этой целью образцы засвечивались равной экспозицией разных длин волн (рис. 2, 3), что достигалось варьированием времени облучения (H 48 J/cm2). Измерение анизотропии проводилось на модифицированном спектрофотометре СФ-10, в каналы сравнения которого были встроены фокусирующие системы и поляризаторы, имеющие возможность ориентироваться параллельно и перпендикулярно относительно плоскости поляризации анализирующего света. Фокусирующие системы служили для уменьшения выходного зрачка измерительного пучка с целью провеРис. 2. Спектральное распределение фотоанизотропии в дения измерения малых участков облученного материаобразце с двухкомпонентрой композицией при засветла. В процессе засветки и измерения образцы используеке = 441.6nm, t1 = 10 (1); = 514.5nm, t2 = 30 (2);

мого материала помещались в держателе с лимбом, что = 632.8nm, t3 = 15 (3); спектральное распределение фопозволило устанавливать их параллельно, под углом тоанизотропии в образце ТФМ (бирюзовый основной) при и перпендикулярно поляризации актиничной засветки. засветке = 632.8nm, t4 = 15 (4).

Журнал технической физики, 2004, том 74, вып. Фотоанизотропная композиция с расширенным спектральным диапазоном анизотропии связующих для придания материалу большей чувстви тельности.

Поисковые и исследовательские работы в данном направлении продолжаются. Результаты проводимых исследований предполагается обсудить в последующих публикациях.

Список литературы [1] Weigert F. // D. Phys. Ges. 1919. Bd 21. S. 479.

[2] Какичашвили Ш.Д. Поляризационная голография. Л.: Наука, 1989. С. 10–11.

[3] Желтов А.Я., Степaнов Б.И., Шавердова В.Г. // ЖПС.

1990. Т. 52. № 2. C. 280–284.

[4] Shaverdova V.G., Kakauridze G.A., Shvaitzer I.A. / SPIE.

Holography 89. Vol. 1183. S. 253–259.

[5] Шавердова В.Г. // Мацне. 2003. Т. 29. № 1–2. C. 27–29.

[6] Петрова С.С. // ЖТФ. 2001. Т. 71. Вып. 3. С. 81–83.

[7] Теренин А.Н. Фотоника молекул красителя. Л.: Наука, 1967. С. 47.

[8] Винюкова Г.Н. Химия красителей. М.: Химия, 1979.

С. 152–153.

[9] Какичашвили Ш.Д., Шавердова В.Г. // Фотохимические процессы регистрации голограмм. Л., 1983. С. 34–40.

Рис. 3. Спектральное распределение фотоанизотропии в [10] Какичашвили Ш.Д., Шавердова В.Г. // Опт. и спектр.

образце с трехкомпонентрой композицией при засвет1976. Т. 41. С. 892–893.

ке = 441.6nm, t1 = 15 (1); = 514.5nm, t2 = 30 (2);

[11] Никитина Г.Н., Шерстюк В.П., Дипунг И.И., Шавердо = 632.8nm, t3 = 30 (3); спектральное распределение фова В.Г., Какичашвили Ш.Д. // Фундаментальные основы тоанизотропии в образце ПЖА (хромовый желтый „K“) при оптической памяти и среды. Л., 1983. Вып. 14. С. 56–61.

засветке = 441.6nm, t4 = 15 (4).

На рис. 3 показано распределение анизотропии поглощения для трехкомпонентной композиции. Спектральный ход фотоанизотропии при засветке He-Cd и Ar лазерами существенно отличается от соответствующих засветок образцов (кривая 4). Фотоанизотропия, возникающая при засветке He-Cd лазером, охватывает всю видимую область спектра, обнаруживая два максимума анизотропии: один — в интервале 420-440 nm и другой длинноволновый максимум — в интервале 620-630 nm, в то время как анизотропия поглощения красителя ПЖА наводится в пределах 350-510 nm. Таким образом, предположение, что фотоанизотропные свойства смесей красителей отличаются от фотоанизотропных свойств индивидуальных красителей, нашло свое подтверждение в созданных нами композициях.

Как видно из рисунков, образцы анизотропны во всей видимой области спектра 400-750 nm и вейгерт-чувствительны к поляризованной засветке разными длинами волн (365-632 nm).

Поскольку многокомпонентные композиции вейгерт-чувствительны в широком спектральном диапазоне, они могут найти применение для задач цветной вейгерт-фотографии, цветной поляризационной голографии, в создании голографических поляризационных элементов нового типа и др.

Нами проводятся работы по созданию новых композиций, включая подбор смесей красителей и полимерных Журнал технической физики, 2004, том 74, вып.




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.