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Estudio de absorción inducida por pulsos de femtosegundos en el polímero fotocrómico M1C1
Study of induced absorption by femtosecond pulses in photochromic polymer MIC1
René Israel Rodríguez Beltrán
Santiago Camacho López
Acceso Abierto
Atribución
Multiphoton excitation, Atom transfer, Radical polymerization, Polímeros fotocrómicos, Excitación multifotónica, Polimerización radicálica, Transferencia de átomos, Photochromic polymers
Los polímeros fotocrómicos han sido materiales atractivos para el desarrollo de microestructuras fotónicas y otras aplicaciones especiales gracias a la reversibilidad de los cambios estructurales causados por irradiación con luz UV. Debido a la alta potencia pico de los pulsos ultracortos, al interactuar con la materia estos pueden provocar efectos ópticos no lineales tales como el fenómeno de excitación multifotónica. En este trabajo se presenta un estudio para inducir con excitación multifotónica, utilizando pulsos de femtosegundos en el infrarrojo, los mismo efectos que se inducen con luz UV cercano en el polímero fotocromático MIC1. Este polímero fotosensible es un copolímero de metilmetacrilato y un monómero fotocromático, su nombre químico es metilmetacrilato-co-2-(mtacriloxitil)-6-nitro-3,3-dimetilespirobenzopiranindolina. Se sintetizó mediante polimerización radicálica clásica por transferencia de átomos. Las muestras de polímero MIC1 utilizadas en este trabajo son películas delgadas depositadas en sustrato de vidrio, elaboradas por la técnica de centrifugado. Se observaron cambios de coloración irreversibles y foto-oscurecimiento del material al irradiarlo con pulsos de femtosegundos amplificados en el fundamental y en el segundo armónico. Se caracterizó el cambio de coloración reversible que se obtiene en el polímero al irradiarlo con pulsos de femtosegundos sin amplificar a bajas fluencias por pulso. Los mismos pulsos de femtosegundos sin amplificar a altas fluencias, fueron utilizados para caracterizar el cambio de coloración irreversible y el foto-oscurecimiento del material. Se midió y cuantificó la banda de absorción inducida en la región del visible del espectro de absorción del material durante la irradiación utilizando espectroscopía de bombeo-prueba. Se caracterizaron las propiedades no lineales del polímero MIC1, usando la técnica de barrido en z. El barrido en z abierto muestra una traza de absorción multifotónica, mientras que la traza de barrido en z cerrado muestra un índice de refracción no lineal positivo.
Photochromic polymers have been attractive candidates for the development of photonic microstructures and other special applications thanks to the reversibility of structural changes caused by UV light irradiation. Due to its peak high-power, ultrashort pulses in interaction with matter can cause nonlinear optical phenomena such as multiphoton excitation. In this work, a study is presented to induce through multiphoton excitation, the same effects that are induced by near-UV light in the photochromic polymer MIC1. This photosensitive polymer is a copolymer of methyl metacrylate and a photochromic monomer, its chemical name is methylmetacrylate-co-2-(metacriloxitil)-6-nitro-3,3-dimetilespirobenzopiranindolina. It was synthetized by classical radical polymerization by atom transfer. The polymer MIC1 samples used in this work were thin films deposited on a glass substrate prepared by the spin coating technique. Irreversible color changes and photo-darkening of the material were observed when irradiated with amplified femtosecond pulses at the fundamental and its second harmonic wavelengths. Reversible color changes were characterized in the polymer under irradiation with unamplified femtosecond laser pulses at low fluence per pulse. The same unamplified femtosecond pulses at high fluences were used to characterize the irreversible coloration and photo-darkening of the material. The laser-induced absorption band in visible region was characterized during the irradiation experiments using a pump-probe spectroscopy. The z-Scan technique was used to characterize the nonlinear properties of Polymer MIC1. The open z-scan measurement shows a nonlinear absorption trace, while the closed z-scan shows a positive nonlinear refractive index.
CICESE
2012
Tesis de maestría
Español
Rodríguez Beltrán, R.I.2012.Estudio de absorción inducida por pulsos de femtosegundos en el polímero fotocrómico M1C1.Tesis de Maestría en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.96 pp.
ÓPTICA
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