Naujos
organinės netiesiškai optiškai
aktyvios medžiagos yra naudojamos optoelektroniniuose ir
fotoniniuose
taikymuose. Tokių medžiagų tinkamumas minėtiems taikymams gali
būti
vertinamas pagal jų elektrooptinius (EO) koeficientus. Mes
pritaikėme
Macho ir Cėnderio (Mach–Zehnder, MZ) interferometrijos metodą
plonų
organinių sluoksnių EO koeficientams nustatyti. Nepaisant daugybės
kitų
EO koeficientų nustatymo ploniems sluoksniams optinių metodų, šį
metodą
pasirinkome todėl, kad jis pasižymi dideliu jautrumu fazės ir
intensyvumo moduliacijoms interferometro bandinio petyje ir
leidžia
nepriklausomai matuoti abu plonojo sluoksnio EO koeficientus –
. Parodėme, kad
elektrostrikcija ir daugkartiniai vidiniai atspindžiai bandinyje
stipriai veikia šviesos intensyvumą MZ interferometro išėjime.
Atsižvelgdami į šiuos reiškinius, skaitmeniškai naudodami Abelès
matricų formalizmą, sumodeliavome EO koeficientų poveikį MZ
interferometro signalo kaitai arba moduliacijos gylį esant
skirtingiems
kritimo kampams. Pavyko parodyti, kad moduliuotas signalas MZ
interferometro išėjime labai priklauso nuo bandinio sandaros ir
yra
stipriai lemiamas EO koeficientų. Moduliuoto signalo sandų
analizei ir
plonų polimerinių sluoksnių EO koeficientų nustatymui atlikome
keliolika eksperimentų su PMMA ir 10 svorio % DMABI bandiniais.
[1] L.R. Dalton, Rational design of
organic electro-optic
materials, J. Phys. Condens. Matter
15,
R897–R934 (2003),
http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/15/20/203
[2] A. Knoesen, M.E. Molau, D.R. Yankelevich, M.A. Mortazavi,
and A.
Dienes, Corona-poled nonlinear polymeric films: in situ electric
field
measurement, charectarization and ultrashortpuls applications,
Int. J.
Nonlinear Opt. Phys.
1(1),
73–102
(1992),
http://dx.doi.org/10.1142/S0218199192000054
[3] M. Aillerie, N. Théofanous, and M.D. Fontana,
Measurement of the electro-optic
coefficients: description and comparison of the experimental
techniques, Appl. Phys. B
70,
317–334 (2000),
http://dx.doi.org/10.1007/s003400050053
[4] C.C. Teng and H.T. Man, Simple reflection technique for
measuring
the electro-optic coefficient of poled polymer films, Appl.
Phys. Lett.
56(18), 1734–1737
(1990),
http://dx.doi.org/10.1063/1.103107
[5] W.H.G. Horsthuis and G.J.M. Krijnen, Simple measuring method
for
electro-optic
coefficients in poled polymer waveguides, Appl. Phys.
Lett.
55(7), 616–618
(1989),
http://dx.doi.org/10.1063/1.101827
[6] C. Maertens, C. Detrembleur, P. Dubois, R. Jérôme, R.
Blanche,
Ph.C. Lemaire, Synthesis and electrooptic properties of a new
chromophore dispersed or grafted in a carbazolyl methacrylate
matrix,
Chem. Mater.
10,
1010–1016
(1998),
http://dx.doi.org/10.1021/cm970472l
[7] M. Sigelle and R. Hierle, Determination of electrooptic
coefficients of 3-methyl 4-nitropyridine 1-oxide by an
interferometric
phase-modulation technique, J. Appl. Phys.
52(6), 4199–4204 (1981),
http://dx.doi.org/10.1063/1.329269
[8] M.J. Shin, H.R. Cho, J.H. Kim, S.H. Han, and J.W. Wu,
Optical
interferometric measurement of the electro-optic coeffcient
in nonlinear
optical polymer films, J. Korean Phys. Soc.
31(1), 99–103 (1997),
http://www.kps.or.kr/jkps/downloadPdf.asp?articleuid={B09CD3EC-CFD3-4F21-82BF-D4FAEE8EEB48},
http://dx.doi.org/10.3938/jkps.31.99
[9] R. Meyrueix and O. Lemonnier, Piezoelectrically induced
electro-optical
effect and dipole orientation measurement in undoped
amorphous polymers, J. Phys. D
27,
379–386 (1994),
http://dx.doi.org/10.1088/0022-3727/27/2/030
[10] C. Greenlee, A. Guilmo, A. Opadeyi, R. Himmelhuber, R.A.
Norwood,
M. Fallahi, J. Luo, S. Huang, X.H. Zhou, A.K.-Y. Jen, and N.
Peyghambarian, Mach-Zehnder interferometry method for decoupling
electro-optic and piezoelectric tensor components in poled
polymer
films, Proc. SPIE
7774,
77740D–2 (2010),
http://dx.doi.org/10.1117/12.862509
[11] F. Qui, X. Cheng, K. Misawa, and T. Kobayashi, Multiple
reflection
correction in the determination of the complex electro-optic
constant
using a Mach-Zehnder interferometer, Chem. Phys. Lett.
266, 153–160 (1997),
http://dx.doi.org/10.1016/S0009-2614(96)01519-9
[12] P. Nagtegaele, E. Brasselet, and J. Zyss, Anisotropy and
dispersion of a Pockels tensor: a benchmark for electro-optic
organic
thin-film assessment, J. Opt. Soc. Am. B
20(9), 1932–1936 (2003),
http://dx.doi.org/10.1364/JOSAB.20.001932
[13] F. Abelès, La détermination de l’indice et de l’épaisseur
des
couches minces transparentes, J. Phys. Radium 11(7), 310–314
(1950),
http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01950001107031000
[14] M. Rutkis, A. Vembris, V. Zauls, A. Tokmakovs, E. Fonavs,
A.
Jurgis, and V. Kampars, Novel second-order nonlinear optical
polymer
materials containing indandione derivatives as a chromophore,
Proc.
SPIE
6192, 61922Q
(2006),
http://dx.doi.org/10.1117/12.661937
[15] R.A. Norwood, M.G. Kuzyk, and R.A. Keosian, Electro-optic
tensor
ratio determination of side-chain copolymers
with electro-optic
interferometry, J. Appl. Phys.
75(4),
1869–1874
(1994),
http://dx.doi.org/10.1063/1.356331
[16] S. Larouche and L. Martinu, OpenFilters: open-source
software
for
the design, optimization, and synthesis of optical filters,
Appl. Opt.
47(13),
C219–C230 (2008),
http://dx.doi.org/10.1364/AO.47.00C219
[17] O. Ahumada, C. Weder, P. Neuenschwander, and U.W. Suter,
Electro-optical properties of waveguides based on a main-chain
nonlinear optical
polyamide, Macromolecules
30,
3256–3261 (1997),
http://dx.doi.org/10.1021/ma9618989
[18] E. Nitiss, M. Rutkis, and O. Vilitis, Determination of
electro-optic coefficient of thin organic films by Mach-Zehnder
interferometric method, Latv. J. Phys. Tech.
Sci.
46(3), 5–14 (2009)