optické vlastnosti polymerů

optické vlastnosti polymerů

V.Švorčík, [email protected]

Definice světelného paprsku světlo se šíří ze zdroje podél přímek (paprsky) Maxwell: světlo se šíří v módech (videch) = = jediná možná cesta šíření

sin φk = n2 /n1 n1

Φk – kritický úhel

n2 φk

n1 > n2


φk

njádro > nobal nejméně 1% φk

φmax Numerická apertura sin φmax = NA = (nj2 – no2)1/2 NA - schopnost přenášet světlo je větší, když je větší rozdíl nj a no, tlustší jádro a kratší λ


útlum optických vláken při šíření optického signálu ve vlákně dochází ke ztrátám energie měřítkem celkových ztrát pro danou λ je útlum světlovodu ψ (dB/km) Ψ = 10/L . log I0/I, kde I0 je intenzita signálu na vstupu I je intenzita na výstupu L délka vlákna v km __________________ např.: pokles I na 1%, tj. I0 poklesne 100x, Ψ = 20dB/km


n

vstup

mnohavidové se skokovým profilem n

mnohavidové s gradientovýmprofilem n

jednovidové


výstup

50um 1400 modů

200 modů při 1300 nm

tloušťka 1.5 – 8 um srovnatelná s λ přenášeného světla


Optické vlákno 3 základní části jádra, obalu jádra a primární ochrany Jádro základ vlákna, přenos informace, tloušťka vláken - 8.3, 50 a 62.5 um Obal jádra slouží k prvotní ochraně a zpevnění jádra a doplňuje jeho průměr na typizovaných 125 mikrometrů Primární ochrana ochrana vlákna od základních vlivů okolní, většinou akrylátový lak vytvrzovaným UV při výrobě vlákna, primární ochrana zvyšuje průměr na 250 um sekundární ochranou – polymerní „hadička“ o průměru 900 um (těsná sekundární ochrana) nalepenou na primární ochranu dále navazují ostatní ochrany proti různým povětrnostním , chemickým nebo mechanickým vlivům (ochrana vlákna před poškozením 99% průřezu celého kabelu)


polymery pro OV

většina polymerů nepoužitelných – malá propustnost pro Vis a IR světlo nejsou transparentní kvůli krystalinitě optická čistota jádro – amorfní, čištění monomeru, polymerace v bloku, vysoký n PS má n 1.59, PMMA 1.45 obal – o 1% nižší n než jádro, dobrá adheze k jádru, čistota, vysoké Tg

výroba POV • tažení z preformy – vytlačování tyče (J) a trubky nad Tg (O) • tažení jádra koextruzí – vytlačuje se J a současně z roztoku nebo taveniny O problém: čistota, adheze, odpařování rozp. • koextruze – J a O se současně vytlačují v plastickém stavu současně




APLIKACE OPTICKÝCH VLÁKEN • Energetika • Průmysl • Stavebnictví • Školství, věda a výzkum • Telekomunikace • Zabezpečovací technika • Zdravotnictví


Využití laserů v medicíně


např. v dermatologii, akné, nevzhlednými jizvami, varixy, lupénkou nebo toužíte po omlazení pleti, odstranění nežádoucího ochlupení, pigmentace či tetování,

Oční operace operace očních vad (krátkozrakost, dalekozrakost) Kolonoskopie prohlédnout dolní část trávicí trubice konečník a tlusté střevo



PMMA ± electrical field

0

6.7

0

7.6

1 cm ______

0

O.Lyutakov, I.Huttel,

V.Švorčík, J.

8.7

Mater. Sci. Mater. Electr.

0

19, 363 (2008).

9.7


Experiment • spin-coating – z roztoku PMMA – z roztoku PMMA s porfyrinem • deep-coating – dotace povrchu

Formování polymerních vrstev skenovaných laserovým svazkem Marangoni jev – redistribuce hmoty spojena s gradientem povrchového napětí

O. Lyutakov, I. Huttel, J Siegel, V. Švorčík, Appl. Phys. Lett. 95, 173103 (2009).

Vlnovodná zkouška • navázání paprsku do vlnovodu – vidová spektroskopie

Λ=

Θ

λ ne − cos Θ

Λ Polymer SiO2

Metamateriály - struktura

technologie přípravy: • skleněný substrát • negativní fotoresist SU-8 • laserová litografie • napaření stříbra

Technologie přípravy

sk PM M le A ně + ný po su bs rfyr i tr át n

laser

PMMA + porfyrin skleněný substrát

AFM mikroskop

500 nm 250 nm 0 nm 22 µm

22 µm

11 µm

11 µm

0 µm

optické vlastnosti polymerů

Recommend Documents