بررسی تجربی فعالیت نوری الگوهای نانو ایجاد شده بر سطح فیلم پلیمری آزو

کارهای تجربی در این پایاننامه ایجاد و بررسی ویژگی های اپتیکی الگوهای نانوخودسامانده بر سطح فیلم پلیمری حاوی رنگینه آزو می باشد. به همین منظور فیلم نازک پلیمری به روش لایه نشانی چرخشی بر روی زیرلایه شیشه ای ایجاد شده است . برای ایجاد الگوهای خودسامانده در سطح فیلم پلیمری از لیزر یون آرگون با طول موج nm 5/514 در ناحیه جذبی فیلم پلیمری استفاده شده است. شکل گیری چنین الگوهایی بر سطح فیلم پلیمری وابسته به زاویه فرود و راستای قطبش باریکه لیزر نویسنده می باشد. به همین منظور با تغییر زاویه فرود و راستای قطبش باریکه نویسنده به بررسی ویژگی های اپتیکی الگوهای ایجاد شده پرداخته ایم. برای زاویه فرود 30 تا 35 درجه و برای راستای قطبش 45 درجه تک باریکه لیزر نویسنده موفق به ایجاد الگوهای نانو خودسامانده دوبعدی راستگرد در سطح فیلم پلیمری شدیم. تصویر آینه ای چنین الگوهایی نیز تحت زوایای فرود 30- تا 35- درجه و برای راستای قطبش 135 درجه باریکه لیزر نویسنده ایجاد شد. بررسی ویژگی های اپتیکی چنین الگوهایی با استفاده از لیزر هلیم - نئون به عنوان باریکه کاوشگر خارج از ناحیه جذبی مولکول های آزو نشان داد که چنین الگوهایی سبب تغییر در راستا و حالت قطبش پرتو عبوری و پراشی از سطح آنها می شوند و برای انتشار نور از جهت عکس ( از سمت زیرلایه شیشه ای) چنین رفتاری عکس می شود. چنین ویژگی هایی نشان دهنده این هستند، که با استفاده از تک باریکه لیزر یون آرگون موفق به ایجاد الگوهای کایرال دوبعدی راستگرد و چپگرد در سطح فیلم پلیمری شدیم . چنین الگوهایی امروزه به روش پیچیده لیتوگرافی با باریکه الکترونی در سطح شبه مواد ایجاد می شوند. نکته جالب توجه این است که تاکنون چرخشی در راستای قطبش پرتو عبوری از الگوهای کایرال دوبعدی ایجاد شده به روش لیتوگرافی در سطح مواد دی الکتریک مشاهده نشده است. در صورتی که ما توانستیم ماکزیمم چرخشی در حدود 5/1 درجه در راستای قطبش پرتو عبوری از الگوهای راستگرد برای انتشار نور از سمت فیلم پلیمری و چرخشی در حدود 4/2 درجه برای انتشار نور فرودی در جهت عکس مشاهده نماییم. از آنجاییکه الگوهای دو بعدی ایجاد شده در سطح فیلم پلیمری سبب پراش نور فرودی در دو راستای متفاوت از هم می شوند. به بررسی تغییرات ایجاد شده در راستا و حالت قطبش پرتو پراشی مرتبه اول و دوم در هر دو راستا پرداخته ایم. نتایج نشان میدهند که میزان چرخش ایجاد شده در راستای قطبش پرتو پراشی مرتبه اول و دو م برای یک راستای پراشی بیشتر از راستای دیگر می باشد.در قسمت بعدی آزمایش با استفاده از تک باریکه لیزر دیود با زاویه فرود 33 درجه و راستای قطبش 45 درجه موفق به ایجاد الگوهای کایرال سه بعدی در سطح فیلم پلیمری آزو شدیم. تفاوت الگوهای کایرال سه بعدی با حالت دوبعدی این است که برای انتشار نور در دوجهت مخالف هم بطور کاملاً متقارن رفتار می نمایند. نتایج تجربی بدست آمده به خوبی گویای این امر می باشند. در ادامه به بررسی پارامترهای تأثیرگذار در فعالیت نوری مشاهده شده از الگوهای کایرال دوبعدی مانند تأثیر زاویه فرود باریکه نویسنده ، مدت زمان تابش دهی فیلم پلیمری توسط تک باریکه لیزر آرگون ، راستای قطبش باریکه لیزر کاوشگر و زاویه فرود باریکه لیزر کاوشگر پرداخته ایم. بعد از بررسی عوامل تأثیرگذار درمیزان فعالیت نوری به بررسی ویژگی دیگر الگوهای کایرال دوبعدی که عبارت است از مدولاسیون شدت، پرداخته ایم. بدین ترتیب ماکزییم مدولاسیون شدت پرتو عبوری توسط الگوهای کایرال دوبعدی ایجاد شده در سطح فیلم پلیمری در فرود عمود باریکه لیزر کاوشگر 8% اندازه گیری شد. در صورتی که با تغییر زاویه فرود باریکه لیزر کاوشگر این مقدار به 12% رسید. قابل ذکراست که تغییر زیادی در شدت پرتو عبوری از الگوهای دوبعدی که برای مدت زمان کوتاهی تحت تابش باریکه لیزر نویسنده قرار گرفته بودند، مشاهده نشد.