Динамика поляризационно-оптической записи в пленках азосодержащих полимеров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат физико-математических наук Ураев, Дмитрий Владимирович

• Ураев, Дмитрий Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Ураев, Дмитрий Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССОВ ФОТООРИЕНТАЦИИ В АЗОСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРНЫХ СРЕДАХ

1.1 Общие положения теоретической модели.

1.2 Вывод балансных уравнений для функций углового распределения азокрасителей.

1.3 Скалярные параметры порядка.

1.4 Потенциал межмолекулярного взаимодействия в дипольном приближении.

1.5 Динамическое уравнение для функции распределения трансизомеров.

1.6 Представление диффузионного члена в динамическом уравнении.

1.7 Взаимодействие азохромофоров с полимерной матрицей.

1.8 Основные этапы оптической записи.

1.9 Вывод выражений для светоиндуцированной добавки к показателю преломления и коэффициенту поглощения азополимера.

1.10 Аналитическое решение динамического уравнения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамика поляризационно-оптической записи в пленках азосодержащих полимеров»

С развитием информационных технологий становится актуальным вопрос о более эффективных и выгодных способах реализации устройств обработки информации. Одним из перспективных направлений развития является переход к полностью оптическим методам обработки и хранения данных. В ряде случаев такие подходы оказываются намного эффективнее других известных средств. Практическая реализация оптических информационных систем требует развития новой элементной базы: оптических управляемых элементов и узлов, составляющих завершенные устройства.

Голографические методы обработки и хранения данных относятся к числу наиболее привлекательных и простых для практического исполнения. Теоретические основы оптической обработки информации с привлечением средств голографии хорошо развиты и обоснованы в литературе [1,2]. Среди важных достоинств голографических методов следует особо подчеркнуть возможность аналоговой записи и восстановления изображений (с сохранением уровней градации "серого"), а также относительную простоту аналоговой реализации ряда математических операций над изображениями. [3].

Значительный интерес к голографической записи в последнее время связан как с появлением новых, так и с развитием технологии производства ранее известных высокочувствительных регистрирующих сред. Современные голографические материалы обладают небольшими временами оптического отклика (миллисекундный диапазон) и позволяют производить эффективную оптическую запись с использованием непрерывных лазерных пучков милливатгного и субмилливаттного диапазонов мощности. При этом высокие оптические характеристики применяемых сред достигаются при специальном выборе рабочих условий и режимов.

Одним из новых направлений исследований в области, посвященной регистрирующим материалам для задач голографии, является изучение фоточувствительных реверсивных сред органического строения. Экспериментальное исследование свойств уже известных соединений и на основании полученных данных синтез новых материалов, представляют собой весьма гибкий и эффективный подход для получения новых сред, обладающих наилучшими голографическими характеристиками.

Для сравнения оптических свойств полимерных соединений с уже известными и широко используемыми регистрирующими материалами, проанализируем характеристики наиболее распространенных типов голографических сред и возможность их применения для высокоплотной записи и оптической обработки информации.

Голографическая запись на фоточувствительную пластинку (например, на стеклянную пластину покрытую фотоэмульсией) - один из наиболее простых и хорошо изученных способов регистрации голограмм. Фотоэмульсии обладают очень высокой голографической с л чувствительностью S >10 см/Дж и высоким пространственным разрешением =103 лин/мм, но пригодны лишь для однократной оптической записи [2]. Определенные неудобства представляют процедуры фиксации изображений, которые являются также достаточно продолжительными по времени.

Другим хорошо изученным материалом являются фоторефрактивные кристаллы (ФРК), технология изготовления которых к настоящему времени широко развита. ФРК обеспечивают высокое пространственное разрешение «103 лин/мм. Величина голографической чувствительности в видимой области спектра для большинства ФРК находится в диапазоне 8=1-И02см2/Дж, достигая для некоторых кристаллов значений ~ 104см2/Дж.

Характерные времена записи, например для кристалла арсенида галлия с примесью хрома GaAs: Сг при интенсивностях светового воздействия

Л с

I«1 -ИОВт/см (в инфракрасном диапазоне), составляют г~10 с [1,4,5]. Голографическая чувствительность, достигаемая в кристаллах данного типа, составляет 1^«104см2/Дж при пространственном разрешении Л-1«103мм-1. Величины светоиндуцированного изменения показателя преломления у многих ФРК оказываются небольшими Апш <10-3, но благодаря большой толщине кристалла >1мм сравнительно легко достигаются дифракционные эффективности т] «100%. Одним из примеров может служить ниобат лития с примесью железа LiNbO3: Fe, имеющий чувствительность S я 1 -И 0 см /Дж и пространственное разрешение Л-1«104мм"1 [6,7,8]. А аналогичные параметры у титаната бария с примесью железа ВаТЮъ: Fe составляют £«102 см2/Дж и 1 1 1

Л" «10 мм' при характерных временах отклика т = 0.1 ч-1 с [8,9,10].

Несмотря на такие, казалось бы неплохие характеристики, ФРК обладают рядом существенных недостатков, ограничивающих их применение для голографической записи информации. Во-первых, ФРК -дорогие и трудоёмкие в производстве среды. Небольшие отклонения параметров технологического процесса в производстве ФРК приводят к значительному изменению характеристик кристаллов, поэтому параметры однотипных ФРК зачастую различны. При работе с ФРК требуются специальные условия, такие как приложение высокого напряжения и др. Методы фиксации ранее записанных изображений являются достаточно сложными (термическое закрепление или закрепление с помощью электрического поля). Небольшая величина светоиндуцированной добавки к показателю преломления приводит к ограничению динамического диапазона, а значит к снижению информационной ёмкости ФРК. Дифракционная эффективность, записанных в ФРК голограмм, обеспечивается в основном большой толщиной кристалла, составляющей как правило несколько миллиметров [1,11]. Наибольшее распространение ФРК получили в основном в задачах динамической голографии, f) Последнее время, в задачах посвященных голографической записи все большее распространение получают фоточувствительные среды органического строения. Большинство новых органических материалов являются смесевыми или полимерными композициями функциональных фрагментов, таких как: красители, сенсибилизаторы, мезогенные группы, которые определяют оптические характеристики соединения в целом. Такие среды представляют собой смесевые композиции или чистые полимеры (сополимеры), приготовленные в виде твердых пленочных образцов либо жидких растворов. По причинам сложности химического синтеза многокомпонентных органических соединений, число функциональных компонентов редко бывает больше двух.

В результате стремительного развития химических технологий в настоящее время число органических материалов пригодных для задач динамической голографии чрезвычайно велико и продолжает расти. Среди многообразия существующих типов органических сред остановимся более подробно на некоторых смесевых и полимерных соединениях, наиболее часто встречающихся в задачах динамической голографии.

Безусловно одно из важнейших мест среди фоточувствительных материалов занимают среды биологического происхождения, отличающиеся хорошими голографическими характеристиками и простотой приготовления. К ярким представителем класса биологических соединений чувствительных к свету можно отнести бактериородопсин [12,13,14,15]. Фотоиндуцированные перестроения молекулы бактериородопсина обусловлены наличием связанного с белком хромофора ретиналя, способного совершать индуцированные светом Ф транс-цис изомеризационные переходы. Соединения бактериородопсина ч 2 обладают высокой голографической чувствительностью S = 10-И0 см /Дж и позволяют производить эффективную запись амплитудных и фазовых голограмм с дифракционной эффективностью ~10% [12,16]. Не уступая некоторым типам ФРК в чувствительности и разрешении ~103мм"1, пленки или жидкие растворы бактериородопсин содержащих сред имеют несколько большие времена оптического отклика г~10-3 с. К существенным недостаткам материалов содержащих бактериородопсин можно отнести невысокую стойкость к повышенным температурам и недолговечность (несколько недель). Как и все белковые соединения бактериородапсин разрушается при относительно невысоких температурах ~ 60 -г 100° С. Несмотря на существующие недостатки, пленочные образцы бактериородопсина благодаря их достаточно высоким голографическим характеристикам могут успешно использоваться в различных задачах динамической голографии и оптической обработки информации.

Другой тип фоточувствительных сред представляют смесевые композиции небиологического происхождения с растворенными в полимерной матрице функциональными фрагментами (хромофорами и сенсибилизаторами) [17,18,19,20]. В зависимости от типа растворенных молекул, соединения могут иметь фоторефрактивный или изомеризационный типы оптической нелинейности. Концентрация оптических хромофоров, растворенных в матрице, как правило, не превышает нескольких процентов, что накладывает ограничения на максимальную достигаемую величину светоиндуцированной добавки к показателю преломления Апш. Это ограничение возникает вследствие плохой растворимости хромофоров в полимерной матрице. Как правило введение больших концентраций приводит к фазовому расслоению компонентов, входящих в состав смеси. Расширить спектральный диапазон чувствительности фотохромных фрагментов позволяют сенсибилизаторы, вводимые в состав соединения для увеличения эффективности светового воздействия на фоточувствительные фрагменты. Характерной чертой композиционных смесевых соединений является невысокая стабильность оптических характеристик и небольшая стойкость к многократным световым воздействиям. Более того, в материалах подобного строения, благодаря высокой подвижности, входящих в их состав молекул, значительную роль играют релаксационные процессы, что делает непригодными эти среды для долговременного хранения информации.

В качестве примера фоточувствительных смесевых соединений можно привести краситель фенантренхинон, внедренный в матрицу полиметилметакрилата (.РММА) и исследованный в работе [21]. В экспериментах была осуществлена голографическая запись 50-ти многоканальных голограмм с мультиплексированием по углу. Угловая селективность в пленочном образце толщины 1мм составляла ~0.1°. Голографическая чувствительность материала при воздействии лазерного излучения на длине волны Я = 488 нм достигала значений S « 0.1 см2/Дж на пространственной частоте А-1 =1.5-103 мм"1 с максимальной величиной дифракционной эффективности т]» 45%.

Значительный интерес среди органических соединений представляют среды, обладающие фоторефрактивным механизмом нелинейности. В таких материалах в результате воздействия света происходит образование свободных носителей заряда (электронов), их перенос и захват на ловушках, что обеспечивает локальное светоиндуцированное изменение оптических характеристик соединения данного типа. За фотогенерацию носителей ответственны специализированные функциональные фрагменты, смеси которых могут быть растворены как в полимерной матрице, так и в низкомолекулярном жидком кристалле [22,23,24,25]. Как правило фоторефрактивные органические соединения обладают большой чувствительностью

О "У

S~ 10 см/Дж, малыми временами отклика т ~ 0.1 с и дифракционной эффективностью tj~ 80%. Рекордное значение быстродействия для материалов данного типа было получено в работе [26]. Соединение, состоящее из композиции сенсибилизатора тетрафенилпорфина и хромофоров различных видов (PDCST, AODCST, TDDCST), растворенных в поливинилкарбазоле, имело время фоторефрактивного отклика ~5мс. Величина светоиндуцированной добавки к показателю преломления фоторефрактивных соединений Апш значительно превосходит величины достигаемые в неорганических ФРК. Высокое быстродействие рассматриваемых материалов позволяет их использовать в задачах динамической голографии и оптической обработки информации в масштабах времени близких к реальным.

Несмотря на ряд неоспоримых достоинств основным недостатком данных сред является необходимость приложения высокого электрического поля ~10-И00В/мкм, необходимого для устранения центорсимметричности среды. Эта проблема решается при использовании в качестве примеси ЖК соединений [23]. Однако в этом случае увеличивается время отклика и уменьшается без того небольшое пространственное разрешение материала.

Эксперименты по изучению нелинейных оптических свойств органических соединений проводятся сравнительно давно. Известны работы 60-х годов по изучению особенностей воздействия лазерного излучения на ароматические углеводороды [27]. В классических работах советских ученых Макушенко, Непорент и Столбовой начала 70-х годов проводилось экспериментальное и теоретическое исследование эффектов светоиндуцированного двулучепреломления и дихроизма в азосодержащих системах различного типа [28,29]. Серия работ [30,31,32,33,34,35] посвящена исследованию гребнеобразных полимеров - полиакрилатов, поливиниловых эфиров и других сополимеров с боковыми алифатическими звеньями. Ряд других фоточувствительных материалов, представляющих собой композиционные соединения фоточувствительных фрагментов, растворенных как в полимерной матрице, так и в низкомолекулярном жидком кристалле, рассмотрен в работах [17,18,19,20].

Последнее время все больше распространение в задачах связанных с высокоплотной записью и долговременным хранением информации получают органические фоточувствительные среды полимерного строения с изомеризационным механизмом оптической нелинейности [36,37,38,39]. В соединениях такого типа функциональные фрагменты химически присоединены к полимерной матрице, что позволяет значительно увеличить концентрацию хромофоров по сравнению с смесевыми композициями, рассмотренными выше. В результате полимерные среды обладают сравнимо большим динамическим диапазоном величины светоиндуцированной добавки к показателю преломления Апы. В некоторых азосодержащих полимерных материалах акрилового ряда Апы> 0.1 [7,25,31]. За счет высокой концентрации хромофоров также возрастает голографическая чувствительность полимерных образцов.

В качестве фоточувствительных фрагментов обычно используются красители, претерпевающие в ходе фотохимической реакции переход из транс- в цис- форму. К числу таких фотохромных соединений относятся большое количество веществ, содержащих двойные связи, например: стильбен (-С = С-), азометины, фульгиды, спиропираны [40]. Хромофоры под действием света испытывают определенные конформационные перестроения, в результате чего изменяется их форма и молекулярные гиперполяризуемости. Среди подобных фотохромных соединений большой интерес представляют азокрасители, содержащие двойную —N = N— связь [31]. Фоточувствительные органические материалы, содержащие растворенные или химически присоединенные азокрасители относятся к одним из наиболее перспективных сред для задач голографии [41,42,43,44].

Структуру соединения подобного строения можно представить с помощью известной схемы типа "гость - хозяин" [31,43] К матрице полимера ("хозяину") с помощью соединительных спейсеров химически прикреплены азокрасители ("гости"). Светочувствительные свойства полимера определяются как азокрасителями, так и химической структурой полимера в целом. В состав полимерной матрицы равноправно с азокрасителями могут входить и нефоточувствительные нейтральные фрагменты, вносящие свой вклад в оптические характеристики соединения. В силу своего строения подобные полимеры получили название - гребнеобразные.

Структура азосодержащего гребнеобразного сополимера: 1 - полимерная цепь; 2 - спейсер;3 - нейтральный фрагмент; 4 - азокраситель

Инициированные светом процессы в подсистеме фоточувствительных фрагментов могут приводить к ориентационным перестроениям нейтральных молекул полимерной матрицы, обладающих значительным дипольным моментом (группы типа -CN, - N02). Таким образом, в результате фотоиндуцированных перестроений азокрасителей возможна структурная деформация всей полимерной цепи. Наведенная светом анизотропия распределения молекул на уровне полимерной матрицы, как правило, является более долгоживущей и является основополагающим фактором при анализе процессов, отвечающих за долговременное хранение информации, записанной в азосодержащих полимерных образцах. Меняя относительное содержание азохромофоров и нейтральных фрагментов можно управлять нелинейно-оптическими свойствами полимера.

В результате поглощения кванта света, молекула азокрасителя может совершить переход между двумя стабильными транс- и цис- изомерными конформациями. В общем виде схема энергетических уровней фотохромных молекул является чрезвычайно сложной, но для относительно медленных процессов (~10"3с) достаточно рассматривать лишь вклад со стороны стабильных транс- и цис-уровней. Вероятность фотоизомеризационного перехода определяется сечением поглощения изомера и квантовым выходом реакции транс-цис изомеризации. Энергетическим транс- и цис- состояниям соответствуют различные конфигурации молекулы азокрасителя, обладающие различными физическими свойствами. В результате фотоизомеризации происходит изменение ориентации поглощающего перехода азокрасителя, сечения поглощения хромофора и его гиперполяризуемостей. Таким образом, фотоиндуцированное изменение концентраций изомеров и их ^ пространственной ориентации, приводит к изменению оптических свойств среды (показателя преломления и коэффициента поглощения).

Азосодержащие соединения отличаются большим пространственным разрешением, высокой чувствительностью и стойкостью к многократно повторяющимся воздействиям, что делает подобные среды особо привлекательными в задачах оптической обработки, высокоплотной записи и хранения информации [42,45,46,47,48]. Кроме того, азополимеры могут использоваться для генерации оптических гармоник [49,50,51]. В работе [52] была предложена методика генерации второй гармоники в аморфном азосодержащем соединении, изотропном в состоянии термодинамического равновесия. В проведенных экспериментах в качестве накачки использовалось излучение основной грамоники YAG:Nd лазера ^ (Л = 1.064 мкм). Центросимметричность среды устранялась путем наведения анизотропии распределения молекул линейно-поляризованным светом на длине волны Л = 532нм, что позволило получить эффективность преобразования пробной волны во вторую гармонику ~1%. В полимерах с ЖК свойствами, благодаря внутренней молекулярной упорядоченности, отсутствует центральная симметрия и возможна эффективная генерация второй и третьей оптических гармоник без дополнительного светового воздействия [53,54].

В качестве функциональных фрагментов в составе полимера наравне с хромофорами могут входить молекулы образующие мезоморфную фазу. Особенность сред подобного строения — сочетание фоточувствительных и жидкокристаллических свойств. Сильно коррелированное взаимодействие различных молекулярных групп в ЖК полимере и коллективный характер индуцированных светом перестроений приводит к уменьшению его голографической чувствительности и влечет за собой снижение пространственного разрешения рассматриваемого материала. Величина светоиндуцированной добавки к показателю преломления Апш также ® оказывается ниже значений, достигаемых в аморфных образцах.

Например, в азосодержащих акриловых ЖК сополимерах Anmd < 0.05 [55,56]. Образование ЖК фазы приводит к возникновению ряда особенностей оптических свойств сред подобного типа. Благодаря существованию фазовых переходов становится более сильной зависимость характеристик полимерного образца от выбранного температурного режима. Также оптические свойства ЖК полимеров могут изменяться под действием электрического и магнитного полей, часто используемых для задания ориентации молекул, входящих в состав соединения [57].

В общем случае оптические характеристики ЖК полимеров в значительной степени определяются типом ЖК фазы и внешними условиями [31,58]. При различных внешних параметрах и условиях ^ светового воздействия свойства одного и того же соединения могут быть сильно различными. Это позволяет осуществлять управляемую голографическую запись в ЖК полимерах и представляет значительный интерес для задач высокоплотной записи, долговременного хранения и ф оптической обработки информации [59,60,75,76].

Среди известных типов материалов, используемых в качестве регистрирующих сред в задачах голографии, особое место занимают полимерные соединения, содержащие анизотропные фоточувствителные фрагменты. Основной чертой материалов подобного типа является их поляризационная чувствительность. В результате воздействия света распределение молекул входящих в состав соединения становится анизотропным, что приводит к возникновению эффектов светоиндуцированного двулучепреломления и дихроизма [61,62,63,64]. Характер возникающих фотоориентационных процессов ключевым образом определяется состоянием поляризации воздействующего света. К средам рассматриваемого типа можно отнести азосодержащие сополимеры и смесевые композиции, включающие в свой состав азокрасители.

У всех рассмотренных выше неорганических материалов возникающая при записи величина светоиндуцированной добавки к показателю преломления или коэффициента поглощения определяется интенсивностью света или световой экспозицией. Информация о состоянии поляризации воздействующих пучков теряется. Поскольку механизм записи в азосодержащих соединениях связан с ориентационными молекулярными перестроениями, воздействие света приводит к анизотропному изменению оптических характеристик среды. При голографической записи свойства формируемых в среде голограмм существенно зависят от состояния поляризации записывающих пучков [65,66,67]. Характер дифракции считывающей волны на записанной анизотропной решетке также определяется его поляризацией. Свойство поляризационной чувствительности азосодержащих полимеров приводит к возникновению ряда эффектов не свойственных другим типам регистрирующих сред. Особого внимания среди них заслуживает возможность оптического наведения в аморфных азополимерах геликоидальных структур (светоиндуцированной "хиральности"), возникающих при воздействии циркулярно-поляризованных световых пучков. Огромный интерес представляет использование сред подобного строения в поляризационной голографии. Индивидуальные свойства анизотропных голографических решеток различного типа позволяют осуществлять мультиплексную голографическую запись с возможностью поляризационного разделения каналов.

Возможность использования того или иного регистрирующего материала в задачах голографической записи определяется рядом параметров среды, таких как: величина светоиндуцированной добавки к показателю преломления Апы, время отклика на световое воздействие т и голографическая чувствительность S. Известные к настоящему времени фоточувствительные среды полимерного строения обладают достаточно л высокой чувствительностью 5 = 1-ПО см/Дж, небольшими временами отклика г < 0.1с и пространственным разрешением до ~ 6 • 103 лин/мм [68]. Дифракционная эффективность т] >. 80% сравнительно легко достигается в тонких пленочных образцах L = 1-M0mkm [44,69,70,71,72]. В целом, голографические характеристики фоточувствительных полимерных материалов сравнимы и превосходят аналогичные параметры для таких ФРК как LiNb03 и др. Следует отметить, что высокие значения дифракционной эффективности в ФРК достигаются за счёт большой толщины кристалла, а в фоточувствительных полимерах за счёт большой величины светоиндуцированной добавки к показателю преломления Апы.

Максимально доступную величину А пы соединения можно варьировать изменяя концентрацию красителей, чем больше концентрация, тем больше величина Но возникает другая проблема, с ростом концентрации красителей возрастает поглощение среды и эффективная запись голограммы происходит лишь в поверхностных слоях, что понижает ее угловую селективность и как следствие приводит к снижению информационной ёмкости полимерного образца. С другой стороны, при малых концентрациях красителя повышается угловая селективность, но из-за малой добавки Д пш получается небольшая дифракционная эффективность записываемых голограмм. Таким образом, подбор условий, схемы записи, а также необходимого материала и представляет собой задачу исследования.

Зависимость свойств фоточувствительных полимерных материалов от температуры, позволяет использовать их не только для хранения данных, но и применять в системах оптической обработки информации, работающих в масштабе времени близком к реальному. Это становится возможным при температурах Т~Та (Та - температура стеклования), когда чувствительность среды S - велика, а время отклика т - мало. В диапазоне температур Т <TG среда становится вязкой и ориентационные молекулярные перестроения, вызванные фотохимическими реакциями, затруднены. Вследствие этого S - мало, а г - велико и времена хранения информации без значительных искажений (с сохранением высокого значения дифракционной эффективности) в таком состоянии для некоторых образцов могут составлять более года [56,73,74]. С учетом зависимости свойств полимерных сред от температуры можно предложить оптимизированную методику голографической записи и последующего долговременного хранения оптической информации [75,76]. Суть подхода заключается в следующем: осуществлять запись в образцах нагретых до температур ~ TG, в то время как хранение производить при температурах T<TG.

Подведём итог: топографическая чувствительность органических реверсивных сред полимерного строения сравнима с чувствительностью традиционных ФРК (например LiNb03). Но органические соединения показывают несколько худшие динамические характеристики. Причиной этого является инерционность молекулярных перестроений, а также значительное взаимное влияние функциональных групп. Органические среды обладают очень большой максимальной величиной светоиндуцированной добавки к показателю преломления A>CiT- Кроме того, полимерные образцы просты в производстве, недороги, обладают высокой стойкостью к световому излучению, а также легко интегрируются с другими оптическими элементами. Все вышеперечисленные достоинства фотополимеров открывают большие возможности по их использованию в задачах, связанных с высокоплотной записью и долговременным хранением информации.

Несмотря на большое количество экспериментальных работ по рассматриваемой тематике, теоретические подходы к описанию процессов фотоориентации азохромофоров в составе фоточувствительного полимера, остаются недостаточно развитыми [41,43,44,77,78]. Последнее время в публикациях появилось большое количество работ, посвященных развитию теоретических моделей светоиндуцированных процессов в азополимерах. Практически все предлагаемые авторами модели основаны на представлении транс- и цис- изомеров азокрасителя как независимых молекулярных групп, обладающих различными свойствами, между которыми возможны индуцированные светом изомеризационные переходы.

Новое развитие теория фотопроцессов в азосодержащих полимерных средах получила в работах Дюмонта [43,77,79]. Был предложен новый и продуктивный метод описания молекулярных перестроений, происходящих в азополимерах при воздействии света. Согласно его представлению подсистемам транс- и цис- изомеров азокрасителей можно сопоставить функции углового распределения, позволяющие описать фотоориентационные процессы в рамках каждой из молекулярных групп. Задача об определении оптических характеристик полимерного образца и их изменения во времени, сводится к определению динамики функций распределения азокрасителей. Подход, разработанный Дюмонтом, является существенным шагом к развитию модели светоиндуцированных процессов в азосодержащих средах, но в предложенной формулировке обладает существенным недостатком. Хромофоры, участвующие в ориентационных перестроениях, рассматриваются как независимые от своего молекулярного окружения. Однако, входящие в состав сополимера азокрасители и нейтральные фрагменты, как правило, обладают большим дипольным моментом, и пренебрегать межмолекулярным взаимодействием при построении теоретической модели нельзя.

Существует ряд подходов к описанию влияния нефоточувствительной полимерной матрицы на динамику светоиндуцированных процессов. Самый простой способ был предложен в работах [80,81], согласно которому роль нефото чувствительных молекул сводится к заданию термодинамического стационарного распределения, к которому релаксирует подсистема азохромофоров при отсутствии воздействующего света. Вероятность переориентации красителя, происходящей в результате единичного акта изомеризации, также определяется распределением элементов полимерной матрицы. Несмотря на простоту данного подхода он оказывается неэффективным при рассмотрении процессов, происходящих при воздействии света больших интенсивностей и длительных световых экспозициях.

В работах [78,82] учет полимерной матрицы осуществляется путем введения потенциала межмолекулярного взаимодействия. Согласно такому представлению, азокрасители находятся в потенциальной яме, образованной соседними молекулами, что значительно затрудняет их ориентационные перестроения. Данный подход наиболее согласуется с известными представлениями о внутримолекулярных процессах, но существует ряд трудностей ограничивающих область его применения. Основной проблемой оказывается определение потенциала взаимодействия. Выбор, используемого в работе [78] потенциала, был основан на предположениях и четких подтверждений правильности такого решения нет. Кроме того, наличие ряда неизвестных параметров, характеризующих физические свойства молекул матрицы, затрудняет интерпретацию экспериментальных данных с позиции прелагаемой теоретической модели. Несмотря на значительные недостатки такого подхода, основная идея оказывается наиболее близкой к действительности и с некоторыми поправками будет использована в настоящей работе при описании процессов фотоориентации азокрасителей.

Еще один способ учета полимерной матрицы был предложен в работе [83], основанный на введении помимо уже известных транс- и цис-состояний азокрасителя некоторого "замороженного" квази- уровня на котором может оказаться транс- изомер в результате поглощения кванта света. Квази- уровень характеризуется очень низкой молекулярной подвижностью и прямого перехода в цис- состояние не существует. Таким образом, транс- изомер, попавший в данное состояние, выбывает из дальнейших процессов транс-цис изомеризации на время равное времени жизни рассматриваемого промежуточного уровня Гу. Помимо спонтанной релаксации в обычную транс- форму также возможен светоиндуцированный переход. Ограничение подвижности в "замороженном" состоянии связано с нехваткой свободного объема вокруг хромофора, ограниченного плотной упаковкой в полимерной матрице. Взаимодействие азокрасителей в данном представлении сводится к разделению уровня, соответствующего транс- изомерной конформации, на два. В одном из состояний молекулы хромофора могут совершить ничем не ограниченный фотоиндуцированный изомеризационный переход, а в другой форме фотоизомеризация оказывается невозможной.

Несмотря на большое разнообразие существующих подходов, конкретное применение каждого из них для интерпретации экспериментальных результатов связано с рядом трудностей. В первую очередь следует отметить возможность получения аналитических выражений для оптических характеристик рассматриваемого соединения. В большинстве случаев авторы ограничиваются лишь изложением основных положений модели и качественным анализом вытекающих соображений. Действительный интерес представляет возможность описания с позиций предложенной модели данных полученных из реальных экспериментов. Кроме того, на текущий момент не существует теоретических моделей, учитывающих обратное влияние фотоориентационных процессов в подсистеме азокрасителей на нефоточувствительную полимерную матрицу. При рассмотрении • процессов релаксации пренебрегать таким взаимодействием нельзя, поскольку механизм деформации полимерной матрицы является основополагающим при описании режимов хранения наведенной светом в полимерном образце оптической анизотропии.

Настоящая диссертационная работа посвящена экспериментальному и теоретическому исследованию процессов фотоориентации возникающих в азосодержащих гребнеобразных сополимерах при воздействии поляризованного света. Проводится анализ голографических характеристик пленочных образцов аморфных и ЖК азополимеров, а также возможности применения подобных материалов в качестве регистрирующих сред для высокоплотной записи информации.

Цели диссертационной работы:

1. Построить теоретическую модель, описывающую динамику показателя преломления и коэффициента поглощения азосодержащего полимера

Ф при воздействии эллиптически-поляризованного света с учетом взаимодействия фотохромной и нейтральной молекулярных групп. Предложить методику получения приближенных аналитических решений динамических уравнений модели с целью качественного анализа процессов голографической записи в пленке азосодержашего полимера и провести анализ области применимости получаемых выражений.

2. Экспериментально исследовать эффекты светоиндуцированного двулучепреломления и дихроизма, наведенных в полимерном образце линейно-поляризованным светом. На основе экспериментальных данных определить эффективные значения молекулярных гиперполяризуемостей изомеров азокрасителя. Провести сравнение полученных теоретических и экспериментальных результатов.

3. Провести исследование голографических характеристик пленочных образцов азосодержащего полимера и их зависимости от внешних условий (температуры), параметров образца (толщины пленки, коэффициента поглощения) и режимов голографической записи.

4. Предложить методику экспериментального исследования особенностей поляризационной голографической записи в пленках аморфных азополимеров. Исследовать особенности записи и свойства поляризационных голограмм в холестерических средах, в том числе и в средах с оптически наведенной "хиральностью". На основе предложенной теоретической модели предложить интерпретацию эффекта фотоиндуцированной "хиральности", наводимой в аморфном образце при интерференции двух циркулярно-поляризованных пучков.

Научная новизна работы:

1. Предложена модель фотоориентации молекул азосодержащего полимера с ЖК свойствами эллиптически-поляризованным светом. В модели впервые были учтены эффекты взаимодействия хромофоров с нефоточувствительной полимерной матрицей путем введения двух скалярных параметров порядка, описывающих изменение степени упорядоченности нейтральных молекул полимера в результате фотоориентационных процессов в подсистеме азокрасителей.

2. Проведен анализ применимости методики получения приближенных аналитических выражений, описывающих светоиндуцированное изменение оптических свойств полимерного образца в зависимости от параметров воздействующего света и свойств среды.

3. Применение разработанной теоретической модели к анализу экспериментальных данных позволяет определить эффективные значения молекулярных гиперполяризуемостей (сечений поглощения и поляризуемостей) изомеров азокрасителей в полимерной матрице. Полученные величины могут использоваться для аналитического описания оптических свойств конкретного соединения.

4. Продемонстрирована возможность мультиплексной поляризационной голографической записи в пленках аморфных азополимеров, позволяющей многократно повысить информационную емкость используемого полимерного образца. При воздействии на изначально изотропный аморфный полимер циркулярно-поляризованными пучками обнаружен эффект селективного отражения циркулярно-поляризованного света определенного знака, характерный для холестерических соединений (обнаружен эффект фотоиндуцированной "хиральности").

Защищаемые положения:

1. Развитая теоретическая модель процессов фотоориентации молекул азосодержащего полимера с ЖК свойствами позволяет с приемлемой точностью описать экспериментальные результаты по измерению динамики светоиндуцированного изменения показателя преломления и коэффициента поглощения полимерной пленки.

2. Предложенный подход к получению приближенных аналитических выражений описывающих динамику оптических свойств среды дает удовлетворительную аппроксимацию точного решения динамических уравнений модели, применительно к реальным полимерным соединениям.

3. Учет влияния нефоточувствительной полимерной матрицы на фотоориентацию азокрасителей через динамику параметра порядка полимера позволяет в рамках единой динамической задачи описать как процессы записи, так и режимы хранения записанной в образце информации.

4. Голографическая запись циркулярно-поляризованным светом в изначально изотропном аморфном образце азосодержащего полимера при определенной геометрии взаимодействия пучков приводит к образованию геликоидальных структур и возникновению эффекта селективного отражения циркулярно-поляризованного света определенного знака, характерного для холестерических соединений (оптически наведенная "хиральность").

5. Методы поляризационной голографии позволяют повысить информационную емкость пленочных образцов азосодержащих полимеров при мультиплексной записи объемных голограмм.

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения.

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Ураев, Дмитрий Владимирович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе было показано, что азосодержащие полимерные соединения обладают поляризационной чувствительностью и могут быть использованы в качестве регистрирующих сред в задачах динамической поляризационной голографии.

1. Записана система балансных уравнений для функций плотности углового распределения транс- и цис- изомеров азокрасителя, описывающие динамику фотоориентации азохромофоров с учетом влияния нефоточувствительной полимерной матрицы. На основе уравнений получены выражения для динамики оптических характеристик азосодержащих полимеров (показателя преломления и коэффициента поглощения) при воздействии эллиптически-поляризованного света. Метод получения аналитических зависимостей основан на разложении искомого решения в ряд по сферическим функциям и ограничении конечным числом членов. Численный анализ области применимости

• указанного метода показал, что для решения системы с удовлетворительной точностью достаточно ограничиться членами разложения до четвертого порядка включительно.

2. Для описания эффектов деформации полимерной матрицы, происходящей в результате фотоориентации азокрасителей были введены два скалярных параметра порядка S и D, характеризующих анизотропию распределения молекул полимера, возникающую при воздействии эллиптически-поляризованного света. Предложенная модель взаимодействия фоточувствительной и нейтральной молекулярных подсистем полимера позволила описать процессы первичной релаксации и режима "сохранения" оптической анизотропии, наведенной в образце поляризованным светом. Данный механизм является основой долговременного хранения информации, записанной в пленочных образцах азосодержащих полимеров.

3. Предложена методика определения эффективных значений молекулярных гиперполяризуемостей изомеров азокрасителя в заданной полимерной матрице. Для случая сополимера Polymer-ll с 60моль% содержанием азокрасителей были определены: сечение поглощения трансизомера для излучения поляризованного вдоль оси молекулы rt =2.8-10-18см2 (Л = 532нм ), поляризуемость at = 1.5-10~23ед.СГСЕ (Л = 633нм); аналогичные характеристики цис- изомеров имеют значения сгс =3.1-10"18см2, ас = 4.5-1 СГ24ед.СГСЕ. Измерения проводились при температуре среды Т = 45°.

4. Экспериментально исследована динамика дифракционной эффективности голограммы rj(t) в процессе записи и последующей релаксации, в зависимости от температурного режима образца. При записи в пленках полимера Polymer-ll (60%) максимально достижимая величина дифракционной эффективности голограмм превышала 80%. Эксперименты проводились с использованием образцов различной толщины и процентного содержания азокрасителей. Угловая селективность голограмм в образцах толщиной 15 и 50мкм на пространственной частоте А-1 «1200мм"1 составила Д0~3.6° и Д0~2.2° соответственно. В пленке сополимера с низким содержанием азокрасителей 0.5 мол.% и толщиной 500мкм, достигнута угловая селективность Ав ~ 0.14°.

5. Продемонстрирована многоканальная голографическая запись с мультиплексированием по углу, позволяющая многократно повысить информационную емкость используемого полимерного образца. В пленке полимера Polymer-ll (60%) толщины 50мкм были записаны 15 мультиплексных голограмм. Дифракционная эффективность каждой голограммы практически не зависела от ее порядкового номера, что говорит о неполном использовании динамического диапазона величины А п среды. При таких условиях взаимное влияние соседних мультиплексных голограмм пренебрежимо мало.

6. Методы поляризационной голографии позволяют повысить информационную емкость полимерного образца за счет разделения поляризационных каналов записи. Проведено экспериментальное исследование свойств поляризационных голограмм различного типа. В работе показано, что при записи линейно-поляризованным светом в образце формируется голографическая решетка на которой способна дифрагировать только волна, имеющая то же состояние поляризации, что и записывающие. Дифракционная эффективность для пучков, поляризованных в ортогональном направлении оказывается значительно меньше. В условиях проведенных экспериментов с использованием пленок аморфного сополимера Polymer-ll (60%), отношение Ц^Чу при определенных температурных режимах достигало значений ~ 35.

7. Голографическая запись пучками циркулярной поляризации одного знака приводит к возникновению в изначально изотропной аморфной среде светоиндуцированной хиральности. В результате интерференции в плоскости пленки записывающих пучков, распространяющихся под углом друг к другу, в полимере формируется спираль светоиндуцированной оптической оси, возникающей в результате эффектов "выжигания дыры" и переориентации азокрасителей. Образуется аналог хиральной среды, обладающей свойством селективного отражения циркулярно-поляризованного света определенного знака, характерным для холестериков. Дифракцию на голограмме подобного типа испытывает только волна, имеющая циркулярную поляризацию того же знака, что и записывающие пучки.

8. При голографической записи линейно-поляризованным светом в пленке холестерического сополимера PetAzoCh30 на длине волны

Л = 532нм при соблюдении условия селективного отражения, обнаружен эффект светоиндуцированной хиральности с образованием спирали с шагом равным периоду, записываемой в образце голографической решетки.

В заключении автор выражает благодарность научному руководителю профессору В.И. Шмальгаузену за чуткое руководство, полезные обсуждения и замечания, сделанные в процессе выполнения работы.

Хочется выразить отдельную благодарность профессору химического факультета МГУ В.П. Шибаеву и научному сотруднику химического факультета МГУ А.Ю. Бобровскому за предоставленные полимерные образцы. А также всему коллективу лаборатории "Адаптивной оптики" за создание благоприятной рабочей обстановки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Ураев, Дмитрий Владимирович, 2005 год

1. Петров М.П., Степанов С.И., Хоменко А.В., Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике Л СПб.: Наука, 1992, 320с.

2. Колфилд Г., Оптическая голография.!I Москва: Мир, 1982, 816с.

3. Burr G. W., Barking G., Coufal H., Hoffnagle J. A., Jefferson С. M., and Neifeld M. A., Gray-scale data pages for digital holographic data storage.!/ Opt. Lett, v.23, pp.1218-1220 (1998).

4. Glass A. M., Strait J., Photorefractive effect in semiconductors, in: Photorefractive materials and their aplications, P. Gunter and J.-P. Huignard, eds.// Springer-Verlag, Berlin, 1988 and 1989, pp.237-262.

5. Klein M. В., Beam coupling in undoped GaAs at 1.06 pm using the photorefractive effect.!! Opt. Lett., v.9, pp.350-352 (1984).

6. Staebler D.L., Phillips W., Fe-doped LiNbO3 for read-write applications.!! Appl.Opt., v. 13, №4, pp.788 (1974).

7. Staebler D.L., Burke W.J., Multiple storage and erasure of fixed holograms in Fe-doped LiNbO ъ.// Appl.Phys.Lett, v.26, №4, pp.182 (1975).

8. Wood G.L., Clark W.W., Miller M.J., Neurgaonkar R.R., Photorefractive materials, In: Spatial light modulator technology: materials, devices and applications.!! ed. By Efron U., Ser: Optical engineering, Marcel Dekker Inc., pp.161 (1995).

9. Townsend R.L., LaMacchia J.T., Optically induced refractive index changes in BaTi03.H J.Appl.Phys., v.41, pp.5188-5192 (1970).

10. Ducharme S., Feinberg J., Speed of photorefractive effect in ВаТЮъ single crystal.// J.Appl.Phys., v.56, pp.838-842 (1984).

11. Petrov M. P., Stepanov S. I., and Khomenko A. V., Photorefractive crystals in coherent optical systems Л Springer-Verlag, Berlin, 1991.

12. Барменков Ю. О., Кожевников Н. М., Динамические амплитудно-фазовые решетки в бактериородопсине.Н Письма в ЖТФ, т. 16, с.65-69(1990).

13. Бункин Ф.В., Всеволодов Н.Н., Дружко А.Б., Мицнер Б.И., Прохоров A.M., и др. Дифракционная эффективность бактериородопсина и его аналогов.// Письма в ЖТФ, т.7, №24, сс.1471-1474 (1981).

14. Burykin N.M., Dyukova T.V., Korchemskaya E.Ya., Photoinduced anisotropy of Biochrom films.// Opt.Comm., v.54, №2, pp.68-71 (1985).

15. Барменков Ю.О., Зосимов B.B., Кожевников H.M., Лямшев Jl.M., Сергущенко С.А., Применение бактериородопсина для регистрации малых ультразвуковых колебания методами динамической голографии.// Письма в ЖТФ, т.12, №5 (1986).

16. Zhang Y., Song Q. W., Tseronis С., and Birge R. R., Real-time holographic imaging with a bacteriorhodopsin film.// Opt. Lett, v.20, pp.2429-2431 (1995).

17. Simoni F., Francescangeli O., Reznikov Y., and Slussarenko S., Dye-doped liquid crystals as high-resolution recording media.// Opt. Lett. v.22, pp.549-551 (1997).

18. Tondiglia V. P., Natarajan L. V., Sutherland R. L., Bunning T. J., and Adams W. W., Volume holographic image storage and electro-optical readout in a polymer-dispersed liquid-crystal film.// Opt. Lett, v.20, pp. 1325-1327 (1995).

19. Fei H., Wei Zh., Yang Q., Che Y., Shen Y., Fu X., and Qiu L., Low-power phase conjugation in push-pull azobenzene compounds.// Opt. Lett. v.20, pp.1518-1520 (1995).

20. Martin S., Feely C. A., and Toal V., Holographic recording characteristics of an acrylamide-based photopolymer// Appl. Opt. V.36, pp.5757-5768 (1997).

21. Steckman G. J., Solomatine I., Zhou G., and Psaltis D., Characterization of phenanthrenequinone-dopedpoly(methyl metacrylate) for holographic memory.ll Opt. Lett, v.23, pp. 1310-1312 (1998).

22. Orczyk M. E., and Prasad P. N., Polymeric composites: novel photorefractive media.ll Photonics Science News v.l(l), pp.3-11 (1994).

23. Golemme A., Volodin B. L., Kippelen В., and Peyghambarian N., Photorefractive polymer-dispersed liquid crystals.// Opt. Lett, v.22, pp. 1226-1228 (1997).

24. Halvorson C., Kraabel В., Heeger A. J., Volodin B. L., Meerholz K., Sandalphon, and Peyghambarian N., Optical computing by use of photorefractive polymers.// Opt. Lett, v.20, pp.76-79 (1995).

25. Wright D., Diaz-Garcia M. A., Casperson J. D., DeClue M., and Twieg R. J., High-speed photorefractive polymer composites.// Appl. Phys. Lett. v.73, pp.1490-1492 (1998).

26. Rentzepis P. M., and Pao Y-H., Optical second harmonic generation in compounds of aromatic hydrocarbon.// Appl. Phys. Lett, v.5, pp. 156-158 (1964).

27. Макушенко A. M., Непорент Б. С., Столбова О. В., Обратимый ориентационный фотодихроизм и фотоизомеризация ароматических азосоединений I: модель системы.// Оптика и Спектроскопия т.31, с.295-299 (1971).

28. Плата Н. А., Шибаев В. П., Гребнеобразные полимеры и жидкие кристаллы.// М.: Химия, 1980.

29. Shibaev V. P., Kostromin S. G., and Ivanov S. A., in: Polymers as Electrooptical and Photooptical Active Media, V. P. Shibaev, ed.// Springer-Verlag, Berlin, 1996, p.37.

30. Shibaev V.P., Liquid Cristalline and Mesomorphic Polymers.// Springer-Verlag, New-York Inc., 1994.

31. Шибаев В.П., Необычные кристаллы или загадочные жидкости.// Соросовский образовательный журнал, №11, с.37-46 (1996).

32. Шибаев В.П., Петрухин Б.С., Зубов Ю.А., Плата Н.А., Каргин В.А., Электронная микроскопия твердых тел и биологических объектов.// Новосибирск: Наука, с. 150 (1969).

33. Holme N.C.R., Ramananujam P.S., Hvilsted S., Photoinduced anisotropy measurements in liquid-crystalline azobenzene side-chain polyesters./7 Appl.Optics, v.35, №23, p.4622 (1996).

34. Taketomi Y., Ford J. E., Sasaki H., Ma J., Fainman Y., and Lee S. H., Incremental recording for photorefracrive hologram multiplexing.// Opt. Lett. v. 16, pp. 1774-1776 (1991).

35. Zhou Ch., Stankovic S., Denz C., Tschudi Th., Phase codes of Talbot array illumination for encoding holographic multiplexing storage.// Opt.Commun., v.161, p.209-211 (1999).

36. Ortler R., Brauchle Ch., Miller A., Riepl G., Reversible holographic-optical data storage in cholesteric liquid-crystalline siloxanes.il Mokromol.Chem., Rapid Commun., v. 10, p. 189-194 (1989).

37. Стаханов А. И., Синтез, структура и свойства гребнеобразных ЖК полимеров с 4,4'-оксицианазобензолъными мезогенными группами/I Диссертация на соискание степени кандидата химических наук, Химический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва, 1999.

38. Sekkat Z. and Dumont М., Photoinduced orientation of azo dyes in polymeric films. Characterization of molecular angular mobility.l'/ Synth. Met., v.54, p.373 (1993).

39. Holme N.C.R., Ramanujam P.S., and Hvilsted S., 10000 optical write, read, and erase cycles in an azobenzene sidechain liquid-crystalline polyester Л Opt. Lett., v.21, p.902 (1995).

40. Dumont M., Photoinduced orientational order in dye-doped amorphous polymeric films J I Mol. Cryst. Liq. Cryst., v.282, p.437 (1996).

41. Huang T. and Wagner K.H., Diffraction analysis of photoanisotropic holography: an anisotropic saturation model.ll J. Opt. Soc. Am B, v. 13, p.282 (1996).

42. Wang C., Fei H., Yang Y., Wei Zh., Qiu Y. and Chen Y., Photoinduced anisotropy and polarization holography in azobenzene side-chain polymer./1 Opt. Comm., v. 159, p.58 (1999).

43. Meng X., Natansohn A., and Rochon P., Azo polymers for reversible optical storage.ll J. Pol. Science В v.34, pp.1461-1466 (1996).

44. Уильяме Д., Нелинейные оптические свойства легированных полимерных структур.// в книге: Нелинейные оптические свойства органических молекул и кристаллов, под ред. Д. Шемлы и Ж. Зисса// М.: Мир, 1989, с.387-414, т. I.

45. Андреева М.С., Шмальгаузен В.И., Энергообмен когерентных световых пучков в азосодержащем фоточувствительномполимере.// Вестник Московского университета, сер.З Физика Астрономия, №1, с.29-32 (2003).

46. Matsuoka N., Kitaoka К., Si J., Fujita К., Hirao К., Second-order nonlinearity and optical image storage in phenyl-silica hybrid films doped with azo-dye chromophore using optical poling technique.// Opt.Commun., v.185, p.467-472 (2000).

47. Chalupczak W., Fiorini C., Charra F., Nunzi J.M., Raimond P., Opt.Commun., v.126, p.103 (1996).

48. Si J., Xu G., Liu X., Yang Q., Ye P., Li Z., Ma H., Shen Y., Oiu L., Zhang J., All-optical poling of a polyimide film with azobenzene chromophore.// Opt.Commun., v. 142, p.71 (1997).

49. Charra F., Kajzar F., Nunzi J. M., Raimond P., and Idiart E., Light-induced second harmonic generation in azo dye polymers.// Opt. Lett. v.12, pp.941-943 (1993).

50. Burland D. M., Miller R. D., and Walsh C. A., Second-order nonlinearity in poled-polymer systems.// Chem. Rev. v.94, pp.31-75 (1994).

51. Bredas J. L., Adant C., Tackx P., and Persoons A., Third-order nonlinear optical response in organic materials: theoretical and experimental aspects.// Chem. Rev. v.94, pp.243-278 (1994).

52. Шибаев В. П., Беляев С. В., Перспективы применения функциональных жидкокристаллических полимеров и композитов.// Высок. Мол. Соед. А 32, с.2266-2310 (1990).

53. Шибаев В. П., Костромин С. Г., Иванов С. А., Фоторегулирование оптических свойств гребнеобразных полимеров с боковыми мезогенными группами и проблемы записи информации.// Высок. Мол. Соед. А 39, с.1-20, 1997.

54. Larichev А. V., Simonov A. N., Shmalhauzen V. I., Shibaev V. P., Kostromin S. G., Influence of electric field on holographic recording in the azo dye containing side-chain liquid crystalline polymers.//

55. Proceedings of conference Polymers for Advanced Technologies, Leipzig, 1997, III-A.

56. Мюльман Г., Ван-дер-Ворст Дж., Гребнеобразные жидкокристаллические полимеры как нелинейно-оптические среды.П в книге: ЖК полимеры с боковыми мезогенными группами.// М.: Мир, 1992, с.421-456.

57. Shibaev V.P., Bobrovskii A.Yu., and Boiko N.I., Opically controlled multifunctional liquid-crystalline polymers.il Polymer Science, Ser.C, v.42, №2, p. 103-128 (2000).

58. Fuhrmann Th., Hosse M., Lieker I., Rubner J.R., Stracke A., Wendorff J.H., Frustrated liquid crystalline side group polymers for optical storage.ll Liquid crystals, v.26, №5, p.779-786 (1999).

59. Buffeteau Т., Labarthet F.L., Pezolet M., and Sourisseau C., Photoinduced orientation of azobenzene chromophores in amorphous polymers as studied by real-time visible and FTIR spectrocopies.H Macromolecules, v.31, p.7312-7320 (1998).

60. Saad В., Galstyan T.V., Denariez-Roberge M.M., Dumont M., Photoexited azo-dye induced torque in nemativ liquid crystals.!! Opt.Commun., v. 151, p.23 5-240 (1998).

61. Барачевский B.A. (ред.) Свойства светочувствительных материалов и их применение в голографии.!! JL: Наука, 1987.

62. Hildebrandt R., Hegelich М., Keller Н., Marowsky G., Hvilsted S., Holme N.C.R. and Ramanujam P.S., Time-resolved investigation of photoinduced birefringence in azobenzene side-chain polyester films.!! Phys.Rev.Lett., v.81, №25, p.5548 (1998).

63. Blanche P.-A., Lemaire Ph.C., Dumont M. and Fischer M., Photoinduced orientation of azo dye in various polymer matrices.// Opt. Lett, v.24, p.1349 (1999).

64. Blanche P.-A., Lemaire Ph.C., Maertens C., Dubois P., Jerome R., Polarization holography reveals the nature of the grating in polymers containing azo-dye.ll Opt. Comm., v. 185, 1 (2000).

65. Todorov Т., Nikolova L., and Tomova N., Polarization holography. 2: Polarization holographic gratings in photoanisotropic materials with and without intrinsic birefringence.il Appl. Opt. v.23, pp.4588 (1984).

66. Ramanujam P.S., Holme N.C.R., Hvilsted S., Andruzzi F., Paci M., Tassi E.L., Magagnini P., Hoffman U., Zebger I. and Siesler W., Side-chain liquid cristalline polyesters for optical information storage.// Polym. for Adv. Techn., v.7, p.768 (1996).

67. Weitzel K.T., Wild Urs P., Mikhailov V.N. and Krylov V.N., Hologram recording in DuPont photopolymer films by use of pulse exposure.// Opt. Lett., v.22, p.l 899 (1997).

68. Sekkat Z., Wood J., Knoll W., Volsken W., Miller R. D., Knoesen A., Light-induced orientation in high glass mpaucition temperature polyimide with polar azo dyes in the side chain.ll J. Opt. Soc. Am. В v.13, pp.1713-1724(1996).

69. Sekkat Z., Wood J., Knoll W„ Volsken W., Aust E., and Miller R. D., Light-induced orientation in azo-polyimide polymers 325°C below the glass mpaucition temperature./I J. Opt. Soc. Am. В v. 14, pp.829-833 (1997).

70. Hvilsted S., Pedersen M., Holme N.C.R., Ramanujam P.S., The importance of the substituent on azobenzene side-chain polyester optical storage materials J I Polym. Prep, v.39 pp.298-299 (1998).

71. Rasmussen P.H., Ramanujam P.S., Hvilsted S., Berg R.H., A remarkably efficient azobenzene peptide for holographic information storage.// J. Am. Chem. Soc. v.121, pp.4738-4743 (1999).

72. Dumont М., Froc G., Hosotte S., Alignment and orientation of chromophores by optical pumping.// Nonlinear Optics, v.9, p.327 (1995).

73. Sajti Sz., Kerekes A., Barabas M., Lorincz E., Hvilsted S., Ramanujam P.S., Opt. Comm., 194, 435 (2001).

74. Dumont M., Osman A.E., Chem.Rev., v.100, p.437 (2000).

75. Pedersen T.G., Johansen P.M., Holme N.C.R., Ramanujam P.S., J.Opt.Soc.Am. B, v.15, p. 1120 (1998).

76. Sajti Sz., Kerekes A., Ramanujam P.S., Lorincz E., Response function for the characterization of photo-induced anisotropy in azobenzene containing polymers.// Appl.Phys. B, v.75, p.677-685 (2002).

77. Miniewicz A., Komorowska K., Sek D., Schab-Balcerzak E. and Solyga M., Photoinduced optical Anisotropy in azo-dye dopedpolyimide films.II Polish J.Chem., v.76„ p.395-407 (2002).

78. Rau H., Photoisomerization of azobenzenes, in: Photochemistry and photophysics, F. J. Rabeck, ed.// CRC Press, Boca Raton, Fla., vol.11, pp.119-141, 1990.

79. Симонов A.H., Ларичев A.B., Динамика фотоиндуцированных процессов в пленках азосодержащих жидкокристаллических полимеров.// Квантовая электроника, т.28, с.87 (1999).

80. Shibaev V.P., Bobrovsky A.Yu., Boiko N., Photoactive liquid crystalline polymer systems with light-controllable structure and optical properties. I I Prog. Polym. Sci., v.28, pp.729-836 (2003).

81. Nikolova L., Markovsky P., Tomova N., Dragostinova V., Mateva N., Optically-controlled photo-induced birefringence in photo-anisotropic materials.!!. Mod. Opt. v.35, pp.1789-1799 (1988).

82. Anderle K., Bach H., Fuhrmann Th., Wendorff J. H., Photoresponsive liquid cristalline and amorphous polymers.II Macromol. Symp. v. 101, pp.549-561 (1996).

83. Maier W. and Saupe A., Eine einfache molekular-statistische Theorie der nematischen kristallinflSssigen Phase. II.П Z. Naturforsch, A15, p.287-292 (1960).

84. Де Жен П., Физика жидких кристаллов.!IМ.: Мир, 1977.

85. Пикин С. А., Структурные превращения в жидких кристаллах.// М:, Наука, 1981.

86. Janossy I., Phys.Rev, Е49, р.4 (1995).

87. Аракелян С. М., Чилингарян Ю. С., Нелинейная оптика жидких кристаллов.!/ М.: Наука, 1984, с.340.

88. Золотько А. С., Китаева В. Ф, Терсков Д. Б, Тепловая, ориентационная и фотоориентационная нелинейности жидкого кристалла из азомолекул.И ЖЭТФ v. 106, с. 1722-1739 (1994).

89. Андреева М.С., Шмальгаузен В.И., Светоиндуцированная анизотропия показателя преломления азосодержащего полимера с жидкокристаллическими свойствами.// Квантовая электроника, т.34, №1, с.37-40 (2004).

90. Vorobiev A.Kh. Characteristics of elementary processes in azobenzene-containing solids.// Book of Abstracts ICP-XX, Moscow, Russia, 2001.

91. Buffeteau Т., Natansohn A., Rochon P., and Pezolet M., Study of cooperative side group motions in amorphous polymers by time dependent infrared spectroscopy. // Macro molecules v.29, c.8783-8790 (1996).

92. Muller K., Pfaadt M., Sainov S.C., Spiess H., Mittler-Neher S., Knoll W., Thin azo-polymer films for reversible holographic recording./7 Proc. SPIE -Int. Soc. Opt. Eng., v.3571, p.373 (1999).

93. Tomlinson W. J., Volume holograms in photochromic materials.// Appl. Opt., v.14, pp.2456-2467 (1975).

94. Беляков В.А., Сонин B.C., Оптика холестерических жидких кристаллов.!7 М.: Наука, 1982.

95. A.N. Simonov, D.V. Uraev, V.P. Shibaev и S.G. Kostromin, Photoreversible optical data recording in films of amorphous azo dye-containing polymers.II Quantum Electronics, v.32, 2, p. 143 (2002).

96. A.N. Simonov, D.V. Uraev, S.G. Kostromin, V.P. Shibaev and A.I. Stakhanov, Polarization-controlled optical recording in the films of azocontaining amorphous polymers.H Laser Physics, v. 12. p. 1294 (2002).

97. Simonov A.N., Larichev A.V., Uraev D.V. and Shibaev V.P., Anisotropic holograms in the films of azo-containing liquid-crystalline polymer. Conference on laser optics, Technical program, St.-Peterburg, 2000, p.71.

98. E.A. Бакланова, Д.В. Ураев, В.И. Шмальгаузен, .// Весник Московского Университета.

99. Ураев Д.В., Симонов А.Н., Исследование голографических свойств аморфного азосодержащего полимера. Международная научная молодежная школа "0птика-2000", Сборник трудов, Санкт-Петербург, Россия, 2000, с.92.

100. Simonov A.N., Uraev D.V., Shibaev V.P. and Kostromin S.G., High-density holographic recording in azocontaining amorphous polymer. International Conference on Photochemistry (ICP-XX), Book of abstracts, Moscow, Russia, 2001, p.556.

101. Ураев Д.В., Симонов A.H., Фотореверсивные свойства аморфных азосодержащих полимерных соединений. 2 Международная конференция молодых ученых и специалистов (0птика-2001), Сборник трудов, Санкт-Петербург, Россия, 2001, с.201.

102. D.V. Uraev, V.I.Shmalhausen, A.N. Simonov, V.P. Shibaev, A.I. Stakhanov, Photoreversible holographic recording in azo-dye-containing polymer films. Proc.SPIE, vol. 5135, p.142-150 (2003).

103. Uraev D.V., Simonov A.N., Shmalgausen V.I., Shibaev V.P., Photoreversible holographic recording in azo dye containing polymer films, conference on Lasers, Applications, and Technologies LAT-2002,

104. June 22-27, 2002, Technical digest p.201.

105. D.V. Uraev, V.I. Shmalhausen, V.P. Shibaev, A.Yu. Bobrovsky, Polarization-optical properties of azo-containing polymer film samples, Third all-Russian Kargin conference "Polymers-2004", book of abstracts, Moscow, Russia, 2004.

106. Д.В. Ураев, В.И. Шмальгаузен, Взаимодействие поляризованного света с пленкой азо содержащего полимера обладающего жидкокристаллическими свойствами, Фундоментальные проблемы оптики, Сборник трудов, Санкт-Петербург, Россия 2004, с. 230.