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科学家发现纳米孔洞有助于制作光学组件

科学家发现纳米孔洞有助于制作光学组件


作者:光速在线    文章来源:中国光学网    点击数:    更新时间:2008-5-3    

 
科学家发现纳米孔洞有助于制作光学组件

日本科学家在氧化铝或聚合薄膜的纳米孔洞中填入染液,制造出具光敏性质的固液态化合物,此种化合物可以制作可重复读写的纪录媒介及全光开关。其运作方式是通过紫外光的照射,改变染液颜色,达到纪录的目的,而纳米孔洞能防止染液流动,藉此保护已经写入的信息。

有些液体具有固体材料罕见的卓越光学特性,例如折射率变化大、磁光效应强及光学非线性效应高等,但却因为液体不易操控而鲜少应用于光学组件上。最近,龙谷大学(Ryukoku University)的Mitsunori Saito等人将染液局限于直径约50至200 nm的孔洞中,克服了上述问题。这些染液具有光致色变性(photochromic),在紫外光照射下,会透过异构化作用(isomerization)而改变颜色。

虽然光致色变早已应用在光开关及衍射光栅等液基组件中,但是染料是分布在聚合物或玻璃基质中,它们在坚硬的基质中变形不易,因此这类固态组件的反应相当慢。龙大的新组件是将溶液局限于纳米孔洞中,因此能像固体般操控它们,同时让光致色变异构作用发生。此外,由于此纳米结构比光波长还小,这些化合物会表现出超材料的均匀光学性质。纳米洞还能防止染液的流动,避免已经写入的信息被删除。

Saito等人是在阳极氧化铝(anodic alumina)、聚双氟乙烯(polyvinylidenedifluoride)或聚碳酸酯树脂(polycarbonate)薄膜上的圆柱形纳米孔洞中,填入名为spirobenzopyran的光敏溶液,在将薄膜夹于两片玻璃平板间,一旦暴露在紫外光下,原本透明的薄膜会转变成蓝色或紫色;若以可见光照射,薄膜又会回复透明状态。Saito表示,通过照射紫外光或是可见光可以将数据写入薄膜或自薄膜上删除,此种组件也能应用在动态全像记录以及全光开关上。

目前该小组计划研究其它光致色变染料,并探讨纳米洞的分子结构及尺寸对染料分子光致色变的影响。他们也希望能够改进光致色变的功能,制造出更新颖的化合物。详见近期的Applied Physics Letters。

 
 
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