Untersuchungen an optisch schaltbaren Azoschichten

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Untersuchungen an optisch schaltbaren Azoschichten - Dissertation - Ansgar Draude - 27-02-2009.rar05.04.2009 13:24:3023,73 MB
In der vorliegenden Arbeit wurden optisch schaltbare Azoschichten in verschiedenen Modifikationen untersucht. Dabei wurde den bekannten Modifikationen Guest/Host, Seitenkettenpolymer, amorphes Glas eine weitere, nämlich aus der Gasphase abgeschiedene, polykristalline Molekülschichten, hinzugefügt. Im Falle von Guest/Host-Systemen konnten die zeitlichen Verläufe der Modulationstiefen Delta_n(t) (Brechungsindex) und Delta_h(t) (Oberflächenrelief) für duale Gitter nach dem Pietsch’schen Modell aus gemessenen Beugungswirkungsgraden während und nach holographischem Einschreiben bestimmt werden. Durch ein Modell basierend auf der Trans-Cis-Trans-Photoisomerisierung wurde der Brechungsindexanteil erklärt. Für andere Materialsysteme (Seitenkettenpolymere, konzentrierte Schichten) ist die Anwendung einer unabhängigen Messmethode für Delta_h(t) erforderlich (in-situ-AFM). Konzentrierte Schichten mit hohem Azoanteil konnten erstmals aus verschiedenen kommerziell erhältlichen Azofarbstoffen vom Typ Pseudostilben hergestellt werden. Stellvertretend wurden diese ausführlich am Beispiel Dispers Rot 1 (DR1) untersucht. Dabei entstehen durch Aufdampfen polykristalline Schichten mit hoher Oberflächenrauhigkeit. Durch eine kontrollierte elektrostatische Aufladung des Substrats konnte eine orientierende Wirkung von Ladungsmustern gezeigt werden. Die Kristallinität wurde mittels Röntgenbeugung nachgewiesen. Zur Bestimmung einer Vorzugsorientierung der Kristallite wurde ein optisches Verfahren mittels Faserspektrometer entwickelt. Homogene Bestrahlung in die Absorptionsbande des Moleküls bewirkt einen Phasenübergang aus dem polykristallinen Zustand in den amorphen. Dabei findet eine Glättung der Schichten statt, was zu geringeren Streuverlusten bei optischen Messungen führt. Die benötigte Strahlungsenergie pro Flächeneinheit liegt für den Glättungsprozess mit E/A > 28,1 kJ/cm2 weit über dem Wert für die Strukturumwandlung (E/A <= 4,8 kJ/cm2). Der Brechungsindex einer weit entwickelten Probe liegt bei n = 1,66, allerdings sind Sättigungswerte aufgrund der erforderlichen hohen Strahlungsenergien pro Flächeneinheit bisher nicht erreicht worden. Der Energieaufwand zur holographischen Erzeugung von Oberflächengittern in DR1-Schichten kann durch chemische Nachentwicklung und Anwendung einer positiven Koronaentladung in Luft verringert werden. Dabei finden in unbeleuchteten Oberflächenbereichen chemische Lösungs- und Ätzvorgänge statt, die zu einer Vergrößerung der Modulationstiefe und im Falle der chemischen Entwicklung im Acetonbad zu einer zusätzlichen Glättung führen. Die optische Effizienz der Gitter wird auf diese Weise gesteigert. Die optische Schaltbarkeit des Moleküls wurde für die Entwicklung von Bauteilen aus dem Bereich der Integrierten Optik genutzt. Reversible Brechungsindexgitter in Guest/Host-Systemen dienten zum Aufbau eines opto-optischen Schalters. Eine optische Faser konnte photomechanisch senkrecht zu einer auf ihren Kern aufgedampften Azoschicht verbogen werden. Statische Oberflächenreliefgitter in DR1-Schichten fanden Verwendung beim Aufbau eines Gitterkopplers für einen PaMS-Schichtwellenleiter. Ein Verfahren basierend auf Laserstrahlschreiben und anschließender thermischer oder chemischer Entwicklung wurde zum Aufbau eines DR1-Streifenwellenleiters vorgeschlagen.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Physik
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Klassifikation Physik:
Polymerphysik, physikalische Chemie
Stichwörter:
Azofarbstoff, duales holograpisches Gitter, Koronaentladung
Beitragende:
Prof. Dr. rer. nat. Franke, Hilmar [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr. Kleemann, Wolfgang [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
27.02.2009
Promotionsantrag am:
14.08.2008
Dateien geändert am:
29.07.2013
Medientyp:
Text