Poled polymer를 사용하여 도파로구조를 제작하고 2차 비선형광학현상에 의해 제 2고조파(SHG)글 발생시켰다. 기본파와 제 2고조파 사이의 위상정합은 poled polymer의 이상분산 특성을 이용하여 기본파 도파모드(TM$_{0}$)로부터 제 2고조파 도파모드(TM$_{0}$)를 실현하였다. 이때 발생되는 제 2고조파의 power는 위상정합이 가능한 다른 모드의 기본파로부터 발생한 제 2고조파의 power보다 크게 됨을 이론적으로 확인하였고, 위상정합이 가능한 도파로를 제작하였다. 기본파로서 Ti-sapphire laser(740 nm)를 사용하여 근자외 영역의 제 2고조파(370 nm)를 관찰하였다.
콜레스테릭 액정 플리머 박막을 이용한 새로운 개념의 광섬유 원편광 거울을 제작하고 그 특성을 분석하였다. 콜레스테릭 액정 거울의 광학적 특성을 보여주는 Jones Matrix를 유도하고 실험을 통하여 검증하였다. 제작된 광섬유 원편광 거울은 선형 광섬유 레이저 공진기에서 공간적 홀버닝을 제거하는데 사용 될 수 있으며, 광섬유 내에서의 비선형 편광 변화 효과를 이용한 모드록킹 동작을 얻을 수 있다. 실험을 통해 얻은 모드 록킹 된 레이저의 펄스 폭은 630fs로 측정 되었다.
본 연구에서는 곁사슬에 mono-azobenzene 그룹을 갖는 polyquinonediimine (PQDI)을 TiCl$_4$ 존재 하에서 축합 중합법으로 합성하였다. 합성된 단량체와 고분자는 FT-IR과 $^1$H-NMR로 확인하였으며, 특히 적외선 스펙트럼에 의하여 고분자의 특성 피크인 1625$cm^{-1}$ / 부근에서 >C=N 이중결합이 형성되었음을 보여 주었다. Mono-azobenzene이 양쪽 측쇄에 붙어있는 PQDI는 유전상수가 작은 극성용매에는 극히 부분적으로 용해성을 가졌으며 비극성 용매에는 거의 녹지 않았으나 황산과 $CH_3$SO$_3$H와 같은 강산에는 좋은 용해성을 보여주었다. GPC에 의한 분자량 분포는 1.74로 제법 넓은 분포를 가졌고, X-ray분석으로부터 날은 각도의 영역에서 부분적 결정성을 보였으며, 1$25^{\circ}C$로 열처리 후에는 무정형 고분자임을 확인하였다. 고분자의 열 분석에 의하면, TGA측정에서는 308$^{\circ}C$에서 분해온도가 나타나므로 열적으로 안정한 고분자임을 알 수 있으며, DSC에 의한 T$_{g}$ 값은 1$25^{\circ}C$이었고, mono-azobenzene이 유도체로 결합된 PQDI를 이 온도에서 분극 처리시킨 NLO-active한 PQDI의 SHG값은 8.6 pm/V 값을 가졌고, 경시 안정성의 측정 결과 초기 상태에서는 서서히 감소하는 경향을 보이나 100시간 후에는 안정성을 나타내었다.
본 연구에서는 곁사슬에 di-azobenzene 그룹을 갖는 polyquinonediimine (PQDI)을 $TiCl_4$존재 하에서 축합 중합법으로 합성하였다. 합성된 단량체와 고분자는 FT-IR과 $^1H-NMR$로 확인 하였으며, 특히 적외선 스펙트럼에 의하여 고분자의 특성 피크인 1625 cm$^{-1}$ 부근에서 >C=N 이중결합이 형성되었음을 보여 주었다. Di-azobenzene이 한쪽에 붙어있는 PQDI는 유전 상수가 큰 메탄올, 아세톤 및 비극성 용매에는 거의 녹지 않았으나, 유전 상수가 작은 극성 용매에는 아주 좋은 용해성을 보여주었다. GPC에 의한 분자량 분포는 1.38로 좁은 분포를 가졌고, X-ray 분석으로부터는 halo만 나타나기 때문에 열처리 없이 유리 전이온도 부근에서 분극처리를 행하여 SHG를 측정하였다. 고분자의 열 분석에 의하면, TGA측정에서는 280 $^{\circ}C$에서 분해온도가 나타나므로, 열적으로 안정한 고분자임을 알 수 있으며, DSC에 의한 T$_g$값은 116$^{\circ}C$이였고, di-azobenzene이 곁사슬로 결합된 PQDI의 SHG값 x$^{(2)}$ 는 1.2pm/V 값을 가졌고, 경시 안정성의 특정 결과 초기 상태에서는 약간의 SHG 감소를 가져왔으며, 20시간 후에는 안정성을 나타내었다.
1-{2,4-Di-(2-hydroxyethoxy)phenyl}-2-(2-thienyl)ethene (5) was prepared and condensed with terephthaloyl chloride to yield polyester (6). Polymer 6 was reacted with tetracyanoethylene to give novel Y-type polyester (7) containing 1-(2,4-dioxyethoxy)phenyl-2-{5-(2,2,3-tricyanovinyl)-2-thienyl)}ethenyl groups as NLO-chromophores, which are parts the polymer backbones. Polymer 7 is soluble in common organic solvents such as acetone and N,N-dimethylformamide. It showed thermal stability up to 300 ${^{\circ}C}$ in thermogravimetric analysis with glasstransition temperature obtained from differential scanning calorimetry near 134 ${^{\circ}C}$. The second harmonic generation (SHG) coefficient ($d_33$) of poled polymer film at the 1560 nm fundamental wavelength was around 6.74 x $10^{-9}$ esu. The dipole alignment exhibited high thermal stability up to the glass-transition temperature ($Tg$), and there was no SHG decay below 135 ${^{\circ}C}$ because of the partial main-chain character of polymer structure, which is acceptable for NLO device applications.
Measurements by Luap et al. (2005) of elongational viscosity and birefringence of two nearly monodisperse polystyrene melts with molar masses $M_{w}$ of $206,000g{\cdot}mol^{-1}$ (PS206k) and $465,000g{\cdot}mol^{-1}$ (PS465k) respectively are reconsidered. At higher elongational stresses, the samples showed clearly deviations from the stress optical rule (SOR). The elongational viscosity data of both melts can be modeled quantitatively by the MSF model of Wagner et al. (2005), which is based on the assumption of a strain-dependent tube diameter and the interchain pressure term of Marrucci and Ianniruberto (2004). The only nonlinear parameter of the model, the tube diameter relaxation time, scales with $M_{w}^{2}$. In order to get agreement with the birefringence data, finite chain extensibility effects are taken into account by use of the $Pad\'{e}$ approximation of the inverse Langevin function, and the interchain pressure term is modified accordingly. Due to a selfregulating limitation of chain stretch by the FENE interchain pressure term, the transient elongational viscosity shows a small dependence on finite extensibility only, while the predicted steady-state elongational viscosity is not affected by non-Gaussian effects in agreement with experimental evidence. However, deviations from the SOR are described quantitatively by the MSF model by taking into account finite chain extensibility, and within the experimental window investigated, deviations from the SOR are predicted to be strain rate, temperature, and molar mass independent for the two nearly monodisperse polystyrene melts in good agreement with experimental data.
Precision injection molding process is of great importance since precision optical products such as CD, DVD and various lens are manufactured by those process. In such products, birefringence affects the optical performance while residual stress that determines the geometric precision level. Therefore, it is needed to study residual stress and birefringence that affect deformation and optical quality, respectively in precision optical product. In the present study, we tried to predict residual stress, final shrinkage and birefringence in injection molded parts in a systematic way, and compared numerical results with the corresponding experimental data. Residual stress and birefringence can be divided into two parts, namely flow induced and thermally induced portions. Flow induced birefringence is dominant during the flow, whereas thermally induced stress is much higher than flow induced one when amorphous polymer undergoes rapid cooling across the glass transition region. A numerical system that is able to predict birefringence, residual stress and final shrinkage in injection molding process has been developed using hybrid finite element-difference method for a general three dimensional thin part geometry. The present modeling attempts to integrate the analysis of the entire process consistently by assuming polymeric materials as nonlinear viscoelastic fluids above a no-flow temperature and as linear viscoelastic solids below the no-flow temperature, while calculating residual stress, shrinkage and birefringence accordingly. Thus, for flow induced ones, the Leonov model and stress-optical law are adopted, while the linear viscoelastic model, photoviscoelastic model and free volume theory taking into account the density relaxation phenomena are employed to predict thermally induced ones. Special cares are taken of the modeling of the lateral boundary condition which can consider product geometry, histories of pressure and residual stress. Deformations at and after ejection have been considered using thin shell viscoelastic finite element method. There were good correspondences between numerical results and experimental data if final shrinkage, residual stress and birefringence were compared.
Linear polyenes, ($C_4H_6\;to\;C_{30}H_{32}$)의 frequency dependent longitudinal polarizablilty, ${\alpha}zz(\omega)$ 와 second hyperpolarizabilities, ${\gamma}zzzz(\omega)$를 6-31G basis set에서 ab initio TDHF 이론을 사용하여 계산하였다. 폴리 아세틸렌의 frequency dispersion effect를 보기 위하여 외부 전기장의 주파수 영역에 광학성질을 구한후 무한 사슬을 갖는 고분자에 대하여 extrapolate하였다. 이때걸어준 외부 전기장에서의 광학적 성질에 대한 static field 에서의 광학성질의 비를 사용하여 비공면 영역에서의 dispersion effect를 고찰하였다. 또한 광학성질에 대한 주변 사슬의 효과를 조사하였으며 공명이 일어나는 영역에서의 광학 성질을 계산하기 위한 이론적 방법을 제안하였다.
다양하고 방대한 양의 정보를 효과적으로 처리, 분배하는 멀티미디어 정보통신 시스템이 광신호에 의한 처리를 통해 구현되어갈 전망이다. 이를 위해 빛을 발생시키는 발광소자, 빛을 검출하는 소광소자, 광신호를 처리하는 광신호 처리소자 그리고 광신호를 전달해주는 광섬유 및 화상정보의 표시를 위한 표시소자 등이 중요한 요소기술이다. 이같은 소자의 제작에 있어 기존 물질로는 요구에 대한 대응이 어려워 보다 우수한 성능의 소재개발이 요구된다. 이에 대한 대체물질로 최근 유기물 또는 고분자가 각광을 받고 있으며, 이를 사용한 소자개발이 활발히 진행되고 있다. 이제까지 무기물로 달성하기 힘들었던 많은 기술들이 유기물로 쉽게 구현이 가능하게 되면 고성능의 소재 및 소자기술은 다가오느 정보화 시대를 더축 풍요롭게 하는데 크게 기여할 것이다.
5-Nitro-2-(2'-vinyloxyethoxy)benzylidenemalononitrile (2a), methyl 5-nitro-2-(2'-vinyloxyethoxy)benzylidenecyanoacetate (2b), 3-nitro-4-(2'-vinyloxyethoxy)benzylidenemalononitrile (4a), methyl 3-nitro-4-(2'-vinyloxyethoxy)benzylidenecyanoacetate (4b), 2-nitro-5-(2'-vinyloxyethoxy)benzylidenemalononitrile (6a), and methyl 2-nitro-5-(2'-vinyloxyetboxy)benzylidenecyanoacetate (6b) were prepared by the condensation of 5-nitro-2-(2'-vinyloxyethoxy)benzaldehyde (1), 3-nitro-4-(2'-vinyloxyethoxy)benzaldehyde (3), and 2-nitro-5-(2'-vinyloxyethoxy)benzaldehyde (5) with malononitrile or methyl cyanoacetate, respectively. Vinyl ether monomers 2a-b, 4a-b, and 6a-b were polymerized with boron trifluoride etherate as a cationic initiator to yield poly(vinyl ethers) 7-9 having oxynitrobenzylidenemalononitrile and oxynitrobenzylidenecyanoacetate, which is effective chromophore for second-order nonlinear optical applications. Polymers 7-9 were soluble in common organic solvents such as acetone and DMSO. Tg values of the resulting polymers were in the range of 67-83 ℃. Electrooptic coefficient (r33) of the poled polymer films were in the range of 15-27 pm/V at 633 nm. Polymers 7-9 showed a thermal stability up to 300 ℃ in TGA thermograms, which is acceptable for NLO device applications.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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