بخشی از مقاله
چکیده:
دراین مقاله موفق به تولید مزدوج فاز اپتیکی در اسید آبی شدیم. این ماده رنگینه اي را به فیلم هاي ژلاتینی تبدیل کردیم. از لیزر هلیوم- نئون با توان 50 میلی وات استفاده کرده و رفتار زمانی مزدوج فاز براي غلظت هاي مختلف، میزان عبور فیلم هاي ژلاتینی بر حسب زمان، میزان عبور ماده رنگینهاي بر حسب توان، بازتابندگی بر حسب توان پرتوي دمش جلویی، بازتابندگی برحسب توان پرتوي دمش عقبی و بازتابندگی بر حسب زاویه مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین میزان بازتابندگی در این ماده برابر با % 0/02 به دست آمده است.
کلید واژه- اسید آبی 3 ، بازتابندگی، ترکیب چهار موج تبهگن، مزدوج فاز اپتیکی.
-1مقدمه
مهمترین روش براي تولید مزدوج فاز اپتیکی ترکیب چهار موج تبهگن است. در این روش دو پرتو با شدت زیاد درخلاف جهت هم وارد ماده غیرخطی می شوند، در همین زمان پرتوئی با شدت بسیار کم به ماده برخورد می کند و مزدوج فاز در راستاي پرتوي سوم و در خلاف جهت آن تولید می شود. به این روش ترکیب چهار موج تبهگن گویند.[1] مواد آلی از جمله موادي هستند که قادر به تولید مزدوج فاز می باشند. این مواد داراي قطبش پذیري بالایی می باشند. علت این قطبش پذیري وجود پیوندهايπ در آنها است.[2] جذب اشباع براي تولید مزدوج فاز در این مواد نقش مهمی دارد بطوریکه جذب در آنها تابعی از شدت می باشد. با استفاده از روابط کرامرز-کرونیگ داریم:که در آن α ضریب جذب است. تغییرات دمایی باعث تغییر ضریب شکست در ماده غیرخطی می شود. این تغییرات مانند توري هاي حرارتی در ماده عمل می کنند و باعث بوجود آمدن رفتار زمانی خاصی در مزدوج فاز می شوند3]و.[4
-2چیدمان آزمایشگاهی
چیدمان آزمایشگاهی ترکیب چهار موج در شکل - - 1 نشان داده شده است. از یک لیزر هلیوم- نئون 50 میلی وات براي تولید مزدوج فاز استفاده کردیم. ابتدا پرتوي لیزر با استفاده از تقسیم کننده نور - BS1 - به دو پرتو به نسبت - 10:90 - تقسیم می شود. پرتوي عبور کرده توسط یک تقسیم کننده نور - BS3 - به دو پرتو با شدت مساوي - 50:50 - تقسیم می شود. این پرتوها داراي شدت بالایی بوده و پرتوي دمش را بوجود می آورند. نور بازتاب شده از - BS1 - توسط - - BS2 به نسبت - 90:10 - تقسیم شده و پرتوي کاوشگر را بوجود می آورد. این سه پرتو به طور همزمان وارد ماده غیرخطی شده و پرتوي مزدوج فاز در امتداد پرتوي کاوشگر و در پشت - - BS2 توسط آشکارسازLab Master - Coherent - دریافت می شود. زاویه بین پرتوي کاوشگر و دمش جلویی را تقریبا 10 درجه قراردادیم.[5]
تهیه فیلم هاي ژلاتینی از ماده رنگینه اي
با استفاده از نوعی ژلاتین از شرکت Sigma Chemicals با نام تجاري Tape A -300 Bloom استفاده می کنیم. به ازاء هر 10میلی لیتر محلول ماده رنگینه اي 2 گرم ژلاتین به آن اضافه کرده، سپس روي لام آزمایشگاهی می ریزیم به طوري که از اطراف شره کند. فیلم ها را به مدت 1 ساعت در دماي 45 درجه سانتیگراد قرار داده تا خشک شود.ضخامت فیلم هاي به دست آمده با این روش تقریباً -5030 میکرون است.[4]
-3بررسی ساختار اسید آبی3
اسید آبی 3 با نام تجاري یا3 و با شماره تجاري C.I.Num:42053 ازکارخانه مرك آلمان خریداري شده است.[6] ساختار مولکولی آن در شکل - 2 - نشان داده شده است. طیف جذبی مرئی UV
اسید آبی مطابق شکل - 3 - است. همان طور که مشاهدهمیشود طیف داراي یک پیک جذبی در میباشد.
میزان عبور بر حسب زمان
همان طور که در شکل - 4 - نشان داده شده است میزان عبور بر حسب زمان افزایش می یابد. علت بوجود آمدن این پدیده بی رنگ شدن ماده رنگینهاي به علت قرار گرفتن مقابل پرتوي لیزر است.با گذشت زمان میزان بی رنگ شدن ماده رنگینهاي افزایش مییابد در نتیجه، میزان عبور زیاد میشود.
-4میزان عبور ماده رنگینه اي بر حسب توان
در این حالت از دو توان 7/5 و 15 میلی وات استفاده می کنیم. در شکل - 5 - رفتار نمونه در برابر دو شدت در زمان هاي مساوي نشان داده شده است. همان طور که مشاهده می شود با بالا رفتن توان پرتوي تابیده شده میزان عبور نیز افزایش می یابد.
-5رفتار زمانی نور مزدوج فاز
فیلمی با غلظت 0/5 میلی مولار است. با گذشت زمان ابتدا شدت این نور زیاد شده و سپس کاهش مییابد. علت این پدیده را میتوان در اثر حرارت بر ماده غیرخطی و ایجاد توريهاي حرارتی جستجو کرد. این توريها همانند توريهاي تداخلی عمل کرده و باعث افزایش نور مزدوج فاز با گذشت زمان می شود. بعد از رسیدن مزدوج فاز به یک بیشینه، شروع به کاهش می کند که علت آن از بین رفتن ماده رنگینه اي در اثر قرار گرفتن مقابل پرتوي لیزر است. بیشینه مزدوج فاز به دست آمده از نمونه 0/5 میلی مولار بود که برابر با150 نانو وات است. این نمونه بالاترین میزان بازتابندگی را که برابر با 0/02%است نشان می دهد.براي نمونه 2 میلی مولار بیشترین میزان مزدوج فاز برابر با93 نانو وات و بازتابندگی برابر با 0/0125% و براي نمونه1/5 میلی مولار بیشترین میزان مزدوج فاز برابر با 122نانو وات و بازتابندگی برابر با 0/0162%به دست آمد. شکل هاي - - 7 و - 8 - رفتار زمانی را براي غلظت هاي 2 و 1/5میلی مولار نشان می دهند.
