Details

Autor(en) / Beteiligte

• Redler, Andreas
• Kitzerow, Heinz-Siegfried

Titel

Herstellung und Untersuchung polymereingebetteter Flüssigkristallsysteme mit Hilfe der Holografie

Erscheinungsjahr

2011

Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 31.08.2011
• Paderborn, Univ., Diss., 2011
• ger: Die holografische Bildung von polymereingebetteten Flüssigkristallen (PDLC) bietet die Möglichkeit, schaltbare Hologramme oder diffraktive optische Elemente zu erstellen. In Ihnen können auch Strukturen ähnlich zu den photonischen Kristallen hergestellt werden. Zunächst wurde anhand eines Zwei-Strahlaufbaus ein eindimensionales Gitter in die Mischung aus 49% des Monomers Trimethylolpropantriacrylat, 50% des Flüssigkristalls E7 und 1% des Photoinitiators Irgacure 784 eingeschrieben. Gleichzeitig wurde mit einem roten Laserstrahl die Beugungseffizienz gemessen, um die Kinetik der Gitterentstehung zu untersuchen. Zum Vergleich wurde mit Hilfe des Reaktions-Diffusionsmodells die entsprechende Beugungseffizienz simuliert. In Zusammenarbeit mit anderen Mitarbeitern der Universität Paderborn wurden zum ersten Mal die optische Charakterisierung, die Messung der chemischen Reaktionsgeschwindigkeit der Polymerisation und die Bestimmung der Diffusionskoeffizienten an demselben System durchgeführt. Es zeigte sich eine Übereinstimmung der experimentellen mit der simulierten Beugungseffizienz. Für die Herstellung einer dreidimensionalen Struktur in einem PDLC durch die polymerisationsinduzierte Phasenseparation ist die Interferenz von vier kohärenten Laserstrahlen erforderlich. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine entsprechende experimentelle Holografie-Apparatur realisiert. Dazu wurde der grüne Strahl eines diodengepumpten Nd:YVO4 Festkörperlasers in vier Teilstrahlen geteilt, die mit Hilfe von Spiegeln in einer Glastestzelle unterhalb eines aufgesetzten Prismas miteinander zur Interferenz gebracht wurden. Es wurden 3D-Strukturen eingeschrieben.Bei dem Vier-Strahlaufbau wurde untersucht, wie die Parametersets Intensitätsverhältnisse, Einfallswinkel, Phasen und Polarisationszustände einzustellen sind und welchen Einfluss sie auf das Gitter ausüben.
• eng: The creation of polymer-dispersed liquid crystals (PDLC) by holography has the opportunity to produce switching holograms and diffractive optical elements. Within them structures can be constructed similar to the photonic crystals. Initially a one-dimensional grating was written by a two-beam setup in the mixture containing 49 wt. % of the monomer trimethylolpropane triacrylate, 50 wt. % of the liquid crystal E7 and 1 wt. % of the photoinitiator Irgacure 784. Simultaneously the diffraction efficiency was measured by a red laser beam in order to determine the kinetics of the grating formation. In comparison to the experiment the adequate diffraction efficiency was simulated by the use of the reaction-diffusion model. In cooperation with other co-workers of the University of Paderborn the optical characterisation, the measurement of the chemical reaction velocity of the polymerisation and the determination of the diffusion coefficients were accomplished for the same system for the first time. The theoretical calculated curves fit the experiment diffraction data very well. For the creation of a three-dimensional structure in a PDLC by polymerisation induced phase separation the interference of four coherent laser beams is necessary. In this work an appropriate experimental holography-setup was realised. For this purpose the green beam of a diode-pumped Nd:YVO4 solid-state laser had been divided into four partial beams, which were redirected by mirrors in order to interfere within a test cell underneath a fitted prism. It was possible to create three-dimensional structures by the use of different prisms, which were specially constructed and used for the implementation of certain angles of incidence in the experiment. With the four-beam setup the investigation was, how to adjust the ratios of the intensities, the angle of incidence, the phases and the polarisation state++