Ottica non lineare

MATERIALI PER OTTICA NON LINEARE

Nel nostro lavoro di ricerca ci occupiamo della preparazione di materiali vetrosi per ottica non lineare, al momento le proprietà conferite ai materiali sono birifrangenza e fotorifrattività. Dal punto di vista delle molecole studiate, la nostra attenzione si è focalizzata sulla preparazione via sol-gel di film a base di SiO2 contenenti Disperse Red 1 (DR1), carbazolo e 2,4,7-trinitro-9-fluorenone (TNF). Le molecole otticamente attive sono covalentemente legate alla matrice silicica.
Le tecniche di deposizione utilizzate sono il dip-coating e lo spin-coating.

I film prodotti vengono caratterizzati tramite spettroscopia UV-Visibile e microscopia a forza atomica (AFM). Le proprietà ottiche sono state testate attraverso misure di birifrangenza e di fotorifrattività, ottenendo risultati incoraggianti.

Sintesi del DR1-UPTEOS

Sintesi del CB-APTES

Per visualizzare in 3D le molecole implicate nelle reazioni sopra descritte clicca qui

Aspetto dei campioni preparati

Analisi AFM; l'immagine mostra la buona omogeneità della superficie del film

CARATTERIZZAZIONE OTTICA
Esperimento di 2BC

I guadagni fotorifrattivi ottenuti sono compresi tra i 400 e i 1100 cm-1

Conferma della natura fotorifrattiva del materiale

MISURE DI BIRIFRANGENZA

Le efficienze di diffrazione misurate nei diversi campioni sono comprese tra lo 0,01 e lo 0,1%; in linea con i valori riportati in letteratura per materiali simili.

Parallelamente alla preparazione di film sottili, ci siamo anche occupati, sempre utilizzando il metodo sol-gel, della produzione di campioni in bulk (spessore 1 mm).

e di film a spessore "elevato" (30 µm)

SELECTED REFERENCES:

I.-G. Marino, R. Raschellà, P. P. Lottici, D. Bersani, C. Razzetti, A. Lorenzi and A. Montenero. Photoinduced effects in hybrid sol-gel materials Journal of Sol-Gel Science and Technology (2006), 37 (3) 201-206.

R. Raschellà, I.-G. Marino, P.P. Lottici, D. Bersani, A. Lorenzi and A. Montenero. Photoinduced dichroism in dye-doped hybrid sol-gel films Optical Materials, (2006), 28(8-9), 909-912.

Raschella, R.; Marino, I-G.; Lottici, P. P.; Bersani, D.; Gnappi, G.; Lorenzi, A.; Montenero, A. Silica-based photorefractive sol-gel films for holography. Journal of Non-Crystalline Solids (2004), 345&346 428-432.

Raschella, R.; Marino, I.-G.; Lottici, P. P.; Bersani, D.; Lorenzi, A.; Montenero, A.. Holographic gratings in hybrid sol-gel films. Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering (2003), 5123(Advanced Optical Devices, Technologies, and Medical Applications), 117-124.

Raschella, Raffaella; Marino, Iari-Gabriel; Lottici, Pier Paolo; Bersani, Danilo; Gnappi, Guglielmina; Lorenzi, Andrea; Montenero, Angelo. Silica-based photorefractive sol-gel films for holography. Journal of Non-Crystalline Solids (2004), 345&346 428-432.

Bersani, D.; Raschella, R.; Marino, I.-G.; Lottici, P. P.; Gnappi, G.; Lorenzi, A.; Montenero, A.. Hybrid sol-gel films for holographic applications. Emerging Fields in Sol-Gel Science and Technology (2003), 307-316.

Raschella, R.; Marino, I.-G.; Lottici, P. P.; Bersani, D.; Lorenzi, A.; Montenero, A.. Photorefractive gratings in DR1-doped hybrid sol-gel films. Optical Materials (Amsterdam, Netherlands) (2004), 25(4), 419-423.

Marino, I.-G.; Ferrari, A.; Bersani, D.; Lottici, P. P.; Montenero, A.; Gnappi, G. Photoinduced effects in hybrid dr1-doped sol-gel silica-titania thin films. International Congress on Glass, 19th, Edinburgh, United Kingdom, July 1-6, 2001 (2001), 901-902.

Gnappi, G.; Montenero, A.; Tosini, L.; Bersani, D.; Lottici, P. P.; Marino, I. G. Synthesis and characterization of compounds for non-linear optics: silica based matrices doped with organic dyes. Materials Engineering (Modena, Italy) (2001), 12(3), 329-340.

Marino, I. G.; Bersani, D.; Lottici, P. P.; Tosini, L.; Montenero, A.. Raman investigation of protonation of DR1 molecules in silica or ORMOSILs matrices by the sol-gel technique. Journal of Raman Spectroscopy (2000), 31(7), 555-558.

Lottici, Pier Paolo; Baratto, Camilla; Bersani, Danilo; Antonioli, Gianni; Montenero, Angelo; Guarneri, Marianna; Gnappi, Guglielmina. Thin films for nonlinear optics: sol-gel preparation, Raman and XAS characterization of -Fe2O3. Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering (1998), 3359(Optical Diagnosis of Materials and Devices for Opto-, Micro-, and Quantum Electronics 1997), 334-338.

Montenero, Angelo; Gnappi, Guglielmina; Valla, Michele; Bertolotti, Mario; Michelotti, Francesco; Sibilia, Concita. Corona-poled azo-dye doped silica films obtained by sol-gel processing. Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering (1996), 2775(Specification, Production, and Testing of Optical Components and Systems), 594-602.