مطالعه تجربی اثر کر اپتیکی در پلیمرهای آزو خانواده سولفونامیدی با استفاده از روش جاروب-z

رنگینه های آزو به عنوان یکی از بزرگترین خانواده های رنگینه های سنتزی و کارایی فراوان بسیار مورد توجه می باشند. این رنگینه ها دارای یک یا چند گروه کروموفور آزو (-n=n-) متصل به اتهمای کربن با هیبرید است. استخلاف های متصل به این گروه می تواند شامل گروه های الکترون دهنده و الکترون گیرنده مختلف مانند هیدروکسیل، آمین، بنزن، نفتالین و ... باشد. این جایگزینی ممان دوقطبی حالت تحریکی مولکول را تغییر می دهد و باعث بهبود خواص فوتوفیزیکی ماده می شود[1]. رنگینه های آزو مهمترین گروه رنگینه ها هستند، که بیشتر از %50 رنگینه های تجاری را شامل می شوند و بیش از هر گروه دیگری مورد توجه بوده است. رنگینه های آزو از قدرت رنگزایی بالائی برخوردار بوده و بسته به انتخاب نوع ساختمان دقیق مولکول میتوان رنگینه هایی با فام زرد، نارنجی، قرمز، آبی یا حتی سبز را سنتز نمود. این رنگینه ها خود از نظر ساختاری بر حسب تعداد گروههای آزو به رنگینه های مونوآزو، دیس آزو، تریس آزو و پلی آزو تقسیم میشوند [6]. ساختار مولکولی طولانی آنها و پارامترهای مرتبه بالای آنها در محیط های بلورمایع به این رنگینه ها شرایط مناسب جهت استفاده در ابزارهای نوری غیرخطی را میدهد. نتایج اخیر نشان میدهد که مواد آلی گزینه ی مناسبتری برای استفاده در کاربردهای نوری غیرخطی می باشند برای اینکه زمان پاسخدهی کوتاهتر، ضریب دی الکتریک کمتر، مشخصه پردازش و پاسخدهی غیرخطی بالاتری نسبت به جامدات غیرآلی دارند [9]. رنگینه های آزو مورد بررسی در این پروژه متصل به زنجیره های پلیمری می باشند. کروموفرهای غیرخطی میتوانند به روشهای مختلف در محیطهای میکروسکوپی آمیخته شوند. در این جا ما از اتصال کووالانسی کروموفر به انتهای یک پلیمر (زنجیره جانبی) استفاده کرده ایم. چنین ساختارهایی باعث توزیع نامتقارن بارالکتریکی و تفاوت نسبتاَ بالایی بین ممان دوقطبی حالت های پایه و برانگیخته مولکولی می شود [11]. در این پایان نامه می خواهیم اثر تجربی کر اپتیکی را روی پلیمرهای آزو خانواده سولفونامیدی با استفاده از روش جاروب – z بررسی کنیم. چون این روش علاوه بر اندازه ضریب شکست غیر خطی علامت را نیز به ما می دهد و همچنین آرایش تجربی این روش ساده تر از روش های دیگر است در نتیجه این روش را انتخاب کرده ایم. از سوی دیگر، روش جاروب – z که توسط شیخ بهایی و همکارانش ابداع شده است، یک ابزار آزمایشی استفاده شده در همه جا برای مطالعه غیر خطی های نوری در یک رده وسیعی از مواد می باشد، در سال 1989 شیخ بهایی و همکارانش [31] یک روش تک – پرتو حساس و ساده را برای اندازه گیری علامت و اندازه ی ضریب شکست غیر خطی، ، نمونه نازکی به ضخامت یک میلیمتر از ماده به کار بردند. آنها در این کار از پرتوهای لیزر و استفاده کردند. آنها در ادامه کارشان از این روش برای اندازه گیری ضریب شکست غیر خطی با استفاده از پرتوهای لیزر پالسی در طول موج استفاده کردند، در این آزمایش منحنی بدست آمده (منحنی موقعیت بر حسب تراگسیل از نمونه ) دقیقا برعکس منحنی بود [32] . و در سال 1991 از روش جاروب – z برای بررسی پاسخ غیر خطی مواد آلی استفاده کردند [33]. روش بر این واقعیت اتکا می کند که شدت نور در امتداد محورهای یک عدسی محدب تغییر می یابد و در کانون در حداکثر میزان می باشد. با حرکت دادن نمونه در طول کانون شدت وابسته به جذب به عنوان یک تغییری از عبور در سرتاسر نمونه اندازه گیری می شود. شکست غیر خطی با تغییر اندازه نقطه در صفحه یک ترکیب شناساگر روزنه محدود تعیین می گردد زیرا نمونه خودش به عنوان یک عدسی نازک با فاصله کانونی مختلف چنانچه آن در طول صفحه کانونی حرکت می کند، عمل می کند[61]. حال بستگی به این که ضریب شکست ماده غیر خطی مثبت یا منفی باشد نمونه رفتارهای متفاوتی را از خود نشان می دهد.