Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Коннов Филипп Юрьевич

Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов
<
Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Коннов Филипп Юрьевич. Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.13 Москва, 2007 89 с., Библиогр.: с. 85-89 РГБ ОД, 61:07-5/4646

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Оптимизация параметров системы фоторецептор - проявитель ... 9

1.1. Основные принципы электрофотографического способа печати 9

1.1.1 Стадии электрофотографического процесса 9

1.1.2. Основные принципы эффекта фотопроводимости 16

1.1.3. Требования к фотопроводникам, используемым 19 в фоторецепторах

1.1.4. Виды фотопроводников, используемых 21 в фоторецепторах

1.2. Анализ параметров системы фоторецептор - проявитель 23

1.2.1 Уравнение проявления 23

1.2.2. Определение нормальной составляющей поля СЭИ 25

1.2.3. Фотогенерация свободных носителей заряда 28

1.3. Построение теоретической модели системы фоторецептор - проявитель и оптимизация ее параметров - 30

1.3.1 Обоснование выбора модели и критерия оптимизации 30

1.3.2 Анализ параметров модели и выбор граничных значений 37 оптимизации

1.3.3 Результаты оптимизации и их обсуждение 43

Выводы по главе 1 44

Глава 2. Методика проведения эксперимента 45

2.1 Изготовление образцов и методика измерений 45

2.2. Анализ экспериментальных данных и их сопоставление с расчетными значениями 49

Выводы по главе 2 52

Глава 3. Предельные характеристики электрофотографических фоторецепторов - 53

3.1 Оценка предельных значений некоторых важнейших характеристик фоторецепторов 53

3.1.1 Определение теоретически предельной разрешающей способности фоторецептора 53

3.1.2 Экспериментальное измерение разрешающей способности и времени жизни зарядовой решетки в органических фотопроводниках 59

3.2 Исследование характеристик органических фотопроводников, обладающих фоторефрактивными свойствами в ИК-диапазоне 65

3.1.1 Цели и объекты исследования 65

3.1.2 Экспериментальные результаты и их обсуждение 66

Выводы по главе 3 82

Заключение 83

Список источников

Введение к работе

Электрофотография - это метод получения изображения, основанный на фотоэлектрических явлениях в высокоомных полупроводниках и на взаимодействии электростатических зарядов в диэлектрических средах. Суть метода состоит в образовании электростатического рельефа на поверхности заряженного слоя фотопроводника под воздействием излучения и последующем проявлении полученного электростатического изображения заряженными частицами пигментного порошка - тонера.

В отличие от других технологий получения изображения электрофотография имеет ряд преимуществ, важнейшие из которых заключаются в стоимости, качестве и оперативности. Практически во всех копировальных аппаратах используется принцип электрофотографии. В офисных и настольных компьютерных системах электрофотография является основным способом печати, а разнообразные электрофотографические устройства - копиры, факсимильные аппараты, принтеры - занимают неотъемлемую часть в повседневной жизни. Обладая способностью реализовать принцип «печати по требованию», цифровые печатные машины, также использующие электрофотографический метод печатания, существенно повлияли на развитие как оперативной малотиражной печати, так и полиграфической отрасли в целом.

Актуальность исследования. Высокие темпы развития рынка оперативной полиграфии и персонализированной печатной продукции в последнее десятилетие определяют стабильный высокий интерес к электрофотографическим печатающим устройствам во всем мире. Как известно, ключевую роль в электрофотографическом процессе играет скрытое электростатическое изображение (СЭИ), образованное на поверхности фоторецептора. Ввиду того, что электрофотографический процесс является многопараметрическим, встает вопрос об оптимизации этих параметров с целью наиболее полной реализации возможностей электрофотографии и получения изображения максимально высокого качества.

Известна работа [36], в которой оптимизировался весь электрографический процесс, начиная от стадии экспонирования фоторецептора и кончая получением тонерного изображения. К сожалению, полученные результаты получились малоинформативными. Во-первых, зависимость эффективности образования свободных носителей заряда из фотогенериро- ванных электрон-дырочных пар от величины электрического поля бралась в виде степенной функции, что соответствует только небольшому участку полной зависимости. Во-вторых, объединение при оптимизации абсолютно разнородных по природе процессов образования скрытого электростатического изображения (СЭИ) и тонерного проявления привело к тому, что оптимизированные значения параметров, в основном, совпадали с заданными граничными значениями этих параметров.

В настоящее время свойства скрытого изображения и механизм его образования в неорганических фотопроводниках хорошо изучены и были описаны в работах [36], [37], [66] и др.

Однако, в последнее время широкое распространение получили двухслойные органические фоторецепторы, имеющие целый ряд преимуществ (относительная легкость изготовления, эластичность, высокий квантовый выход, возможность варьирования отдельных характеристик в широких пределах, не затрагивая остальные и др.) по сравнению с неорганическими фоторецепторами, но при этом электронные процессы в органических фотопроводниках существенно отличаются от аналогичных процессов в неорганических фотопроводниках.

Поэтому исследования, направленные на расширение существующих методов оптимизации параметров электрофотографического фоторецептора с учетом свойств новейших материалов являются актуальными для конструирования новых фоторецепторов с заранее заданными параметрами. » Цель диссертационной работы. Целью данной работы является оп

тимизация параметров фоторецептора в процессе образования СЭИ для получения максимальной величины проявляющего поля как основного параметра, определяющего качество конечного тонерного изображения, а также количественная оценка предельных значений характеристик электрофотографического метода. При этом основное внимание уделяется рассмотрению и учету зависимости квантового выхода генерации свободных носителей заряда от величины электрического поля, изменяющейся в максимально широких пределах.

Данная цель достигается решением следующих задач:

1. Создание математической модели проявляющего поля.

- Определение параметров системы фоторецептор - проявитель, влияющих на величину нормальной составляющей проявляющего поля.

- Нахождение математической зависимости нормальной составляющей проявляющего поля от найденных параметров.

- Анализ степени влияния каждого параметра на величину проявляющего поля.

- Определение граничных условий для каждого параметра.

- Максимизация величины нормальной составляющей проявляющего поля с учетом выбранных граничных условий.

2. Экспериментальная проверка модели.

- Изготовление образцов двухслойного фоторецептора.

- Измерение фотоиндуцированных разрядных кривых образца и сравнение с расчетной зависимостью.

3. Определение предельных значений характеристик фоторецепторов.

- Анализ связи характеристик двухслойных фоторецепторов с физико-химическими процессами, определяющими работу фоторецептора.

- Расчет предельных значений характеристик фоторецепторов и экспериментальная проверка расчетных значений.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Оптимизированы рабочие параметры электрофотографических фоторецепторов с учетом специфической для органических систем зависимости эффективности фотогенерации свободных носителей заряда в генерационном слое фоторецептора от величины электрического поля.

На основе анализа физико-химических процессов определены предельные характеристики электрофотографического метода печати: разрешающая способность изображения, время жизни скрытого электростатического изображения, скорость печати электрофотографическим методом.

Практическая ценность. Разработанная в диссертации методика оптимизации позволяет еще на этапе проектирования определять основные характеристики фоторецептора. Проведенная оценка предельных характеристик электрофотографии как метода печати позволяет очертить границу его применения и обозначить дальнейшие перспективы развития.

Публикации. По тематике работы опубликованы 7 научных статей, включая тезисы докладов на трех международных научно-технических конференциях.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на трех международных конференциях: "Printing Technology SPb 06", 33rd International Research Conference "Advances in Printing and Media Technology" IAIGAI Leipzig 2006, IV Российско-Французский симпозиум «Супра- молекулярные системы в химии и биологии», конференциях молодых ученых МГУП, заседаниях кафедры Техника и технологии цифровой печати МГУП, семинарах лаборатории «Электронные и фотонные процессы в полимерных наноматериалах» ИФХЭ РАН. Положения, выносимые на защиту

1. Квантовый выход образования в транспортном слое фоторецептора свободных носителей заряда и его зависимость от величины электрического поля являются основными параметрами, определяющими характеристики скрытого электростатического изображения на фоторецепторе.

2. Анализ физико-химических процессов, протекающих в фоторецепторе при его работе, дает возможность оптимизировать характеристики фоторецептора с целью получения максимальных значений определенных параметров скрытого электростатического изображения.

3. Определение предельных характеристик скрытого электростатического изображения позволяет заключить, что существует возможность существенного улучшения таких характеристик, как передача мелких деталей при печати и скорость получения электрофотографических изображений.  

Стадии электрофотографического процесса

В отдельную группу выделяются устройства коронной зарядки, получившие название скоротрон. В отличие от коротронов, они имеют управляющую сетку - дополнительный электрод, расположенный между корони- рующим электродом и фоторецептором, на который подается потенциал смещения. Механизм действия управляющей сетки в скоротронах аналогичен механизму в вакуумных триодах. Введение управляющей сетки повышает равномерность распределения заряда по площади фоторецептора и позволяет контролировать величину зарядки.

Чтобы зарядка фоторецептора была возможной, тепловая генерация свободных зарядов должна быть максимально низкой, а инжекция носителей заряда с подложки или с внешней поверхности не должна происходить в отсутствие света. Кроме того, излучение, возникающее при коронном разряде, должно быть слабым или неактиничным - таким, чтобы оно не вызывало фотогенерацию.

Скрытое электростатическое изображение (СЭИ) представляет собой зарядовый рельеф, в котором изображение представлено участками с различной поверхностной плотностью зарядов. Так как потенциал поверхности пропорционален плотности заряда, участки изображения и фона имеют различные потенциалы относительно заземленной подложки. СЭИ получают при экспонировании равномерно заряженного фоторецептора под оптическим изображением оригинала, иными словами сообщением поверхности модулированной экспозиции.

Поглощение фотопроводником актиничного изучения приводит к образованию электронно-дырочных пар связанных зарядов и их дальнейшей термополевой диссоциации на свободные носители заряда, которые дрейфуют вдоль поля к подложке и внешней поверхности фоторецептора. Поверхность фоторецептора разряжается в экспонированных областях, и в результате формируется скрытое изображение.

Интенсивность процесса фоторазрядки зависит от экспозиции, которая определяется количеством энергии, сообщаемой фоторецептору. Для создания скрытого изображения в большинстве современных фоторецепторов тре л буется экспозиция порядка 10 мДж/м [64].

В аналоговых копировальных аппаратах экспонирование происходит отраженным от оригинала излучением, прошедшим через оптическую систему и проецирующимся на фоторецептор. В качестве источника освещения обычно используют ксеноновую лампу при форматной записи и флуоресцентную лампу при щелевой развертке. При этом необходимо, чтобы фоторецептор имел высокую чувствительность во всем видимом диапазоне спектра. В цифровых аппаратах экспонирование производится с помощью лазера пли светодиодной линейки. При этом фоторецептору достаточно обладать чувствительностью только в соответствующей зоне спектра излучения лазера или светодиодной линейки.

Процесс проявления заключается в избирательном осаждении на СЭИ заряженных частиц тонера. Электрическое поле, возникающее после зарядки фоторецептора, почти полностью находится в толще фоторецептора между заряженной поверхностью и заземленной подложкой. После образования СЭИ над поверхностью фоторецептора появляется внешнее электрическое поле. Однако его нормальная составляющая будет зависеть от ширины элементов СЭИ и, кроме того, неоднородно распределяться по их площади. Максимальная напряженность поля возникает на краях элементов, а в центре может опускаться до малой величины, из-за чего возникает краевой эффект. Для того, чтобы выровнять электрическое поле над заряженными участками и свести к минимуму краевой эффект, используют проявляющий электрод, который располагают на небольшом расстоянии над поверхностью фоторецептора и подают на него потенциал смещения, имеющий ту же полярность, что и СЭИ, но меньший по абсолютной величине. Тонер притягивается к фоторецептору силами электрического поля, возникающими между СЭИ и проявляющим электродом [66].

Проявление может быть прямым (CAD) или обращенным (DAD) [64]. В первом случае СЭИ проявляется тонером противоположной полярности. Он осаждается на заряженных участках и проявленное изображение позитивно по отношению к скрытому изображению. При обращенном проявлении заряд тонера имеет одинаковый с зарядами СЭИ знак. На проявляющий электрод подают потенциал смещения по абсолютной величине равный максимальному потенциалу СЭИ или несколько меньший. Частицы тонера под действием электростатических сил отталкивания со стороны проявляющего электрода и заряженных участков СЭИ осаждаются на разряженные области фоторецептора и образуют негативное по отношению к СЭИ изображение. В аналоговых аппаратах применяют прямое проявление, в цифровых - оба вида.

Электрофотографический проявитель является гетерогенной средой, состоящей из частиц тонера и носителя (двухкомпонентный проявитель) или только тонера (однокомпонентный проявитель). Тонер - это мелкие, микронные, окрашенные в определенный цвет частицы, приобретающие электростатический заряд, локально осаждаемые на фоторецептор при проявлении. Основу тонера обычно составляют легкоплавкие или тугоплавкие полистиролы, к которым добавляются красители, пластификаторы и другие органические или неорганические добавки. В однокомпонентный магнитный проявитель также вводят магнитный порошок с частицами субмикронного размера, изготавливаемый из закиси-окиси железа Ре304, оксида трехвалентного железа Ре20з или феррита. Величина частиц тонера составляет 6 - 13,5 мкм. Носитель - это средство для их зарядки и доставки в зону проявления. Он представляет собой стальные шарики или оксидированный железный порошок с размером частиц от 43 мкм до 206 мкм [64]. Частицы покрыты оболочкой из диэлектрического материала с заданными трибоэлектрическими свойствами. В качестве материала покрытия могут быть выбраны полимер или оксид. При перемешивании тонера и носителя происходит их трибоэлектризация. Частицы тонера и носителя приобретают заряды разных знаков, и более мелкий тонер покрывает поверхность носителя.

Определение нормальной составляющей поля СЭИ

Оптимизация системы фоторецептор - проявитель - важная практическая задача, которую необходимо решить при конструировании электрофотографических аппаратов. Расчеты по оптимизации отдельных характеристик, очевидно, делаются фирмами производителями аппаратуры, однако, сведений о ком- плекном подходе к оптимизации сразу всех параметров фоторецептора практически нет. Единственный известный источник по этой тематике -книга М. Scharfe, "Electrophotography Principles and Optimization" (1984) [36], в которой описана такая оптимизация применительно к неорганическому фоторецептору и проявлению диэлектрической магнитной кистью.

В основе расчетов в работе М. Scharfe лежало уравнение проявления (1.6), а критерием оптимизации являлось достижение максимальной оптической плотности тонерного изображения.

Модель и методика расчетов, использованная автором, подразумевает, что квантовый выход свободных носителей заряда задан эмпирической степенной зависимостью от поля, которая не включающет в себя диэлектрическую постоянную фотопроводника, длину волны экспонирующего излучения и температуру.

Такой подход оправдан в случае неорганических фоторецепторов, для которых типичны большие значения диэлектрической постоянной с 6, но не может быть применен к оптимизации органических фоторецепторов, для которых характерны низкие значения с 2,5 - 3,5. Из формулы (1.12) следует, что для фоторецепторов с низкими значениями е характерными, например, для органических фоторецепторов, кулоновский радиус при комнатной температуре достигает нескольких десятков ангстрем, а го из-за низкой подвижности носителей заряда лежит в интервале 2 - 4 нм и зависит от длины волны актиничного излучения: чем больше длина волны, тем меньше г0. Поэтому в органических фоторецепторах квантовая эффективность достаточно сильно зависит от величины электрического поля. Напротив, в ряде неорганических фоторецепторов, например, аморфном кремнии, в силу большой диэлектрической проницаемости и значительной подвижности носителей заряда го гс, у практически не зависит от напряженности электрического поля и имеет максимальное значение при любых значениях поля.

В данной работе методика, предложенная М. Scharfe, была кардинально усовершенствована. В основу оптимизации также была положена двухслойная диэлектрическая модель системы фоторецептор - проявитель (Р. Шаф- ферт, [66]), которая справедлива для случая образования сплошного тонерно- го облака в зоне проявления. Именно такой способ обеспечивает наиболее полный переход частиц тонера на поверхность фоторецептора и применяется в современных электрофотографических аппаратах в сочетании с методом магнитной кисти.

Вопрос о выборе критерия оптимизации может быть решен в ходе рассмотрения полного уравнения проявления (1.6). Уравнение состоит из блоков, в каждом из которых сгруппированы параметры одного из факторов, влияющих на величину оптической плотности тонерного изображения. Легко видеть, что влияние фоторецептора на величину оптической плотности тонерного изображения характеризуется значением нормальной составляющей электрического поля F-, уравнение для которой сгруппировано в одном из блоков и представляет собой выражение (1.7). Следует также отметить, что величина F: входит в уравнение проявления линейно, и при этом учитывает все важнейшие параметры фоторецептора, влияющие на характеристики конечного тонерного изображения.

Этот факт легко объяснить тем, что именно Fz является тем основополагающим фактором, обеспечивающим проявление штриховых элементов изображения, которому подчинены все остальные параметры системы фоторецептор - проявитель.

Выбор такого критерия позволяет исключить оптимизацию параметров разнородных процессов и в то же время объединить в уравнении все важнейшие параметры фоторецептора, не являющиеся одновременно параметрами других систем электрофотографического аппарата. (1.15)

Таким образом, в качестве критерия оптимизации выбрана максимизация нормальной составляющей проявляющего электрического поля: А V, е, 5,...) — шах

Как уже было замечено, выражение (1.7) входит линейно в общее уравнение проявления (1.6) и является одним из его блоков. Это позволяет выполнить оптимизацию системы фоторецептор - проявитель отдельно от других систем, и при этом исключить риск изменения параметров остальных систем в процессе оптимизации данной системы.

Для проведения оптимизации выражение (1.7) потребовалось привести к удобному для расчетов виду явно выраженной функции от конечного числа переменных.

Так как уравнение вероятности диссоциации пар (р (1.14) достаточно сложно и не может быть записано в аналитическом виде, в модели использовалась приближенная формула (1.17), достаточно точно аппроксимирующая онзагеровскую зависимость для диссоциации пар связанных зарядов (1.14)

Анализ экспериментальных данных и их сопоставление с расчетными значениями

Анализ экспериментальных ФИРК показал, что все разрядные кривые, полученные в ходе эксперимента, при построении их в координатах У=ЛН) практически совпадают, в том числе и кривые, полученные с различных образцов. Это, во-первых, подтвердило точность определения экспозиции, во-вторых, проиллюстрировало повторяемость эксперимента.

Зная скорость движения ленты в самописце (при постоянной освещенности) и масштаб координаты поверхностного потенциала, на основе экспериментальных данных можно построи

Начальный участок ФИРК характеризуется быстрым линейным спадом поверхностного потенциала. При этом напряженность поля внутри фоторецептора велика и квантовый выход свободных носителей заряда близок к единице. По мере разрядки поверхности фотопроводника в процессе экспонирования, напряженность поля внутри слоя уменьшается, и квантовый выход фотогенериро- ванных носителей заряда падает. На этой стадии мы наблюдаем характерный изгиб кривой. В конце концов, потенциал поверхности достигает конечного, отличного от нуля, значения, называемого остаточным потенциалом. Остаточный потенциал возникает за счет захвата носителей заряда глубокими ловушками в толще фотопроводникового слоя. При этом заряды не достигают поверхности, и часть заряда не может быть нейтрализована. Для получения расчетной ФИРК можно воспользоваться следующим выражением: У = У0 АУ, (2.1) где значение А У находится по формуле (1.18).

Однако, если построить график этой зависимости, можно увидеть, что он представляет собой прямую. Это происходит потому, что формула (1.18) справедлива только для малого времени экспонирования, много меньшего пролетного времени фотогенерированных носителей заряда, когда они не успевают достигнуть поверхности и начать нейтрализацию заряда до завершения экспонирования. В эксперименте же время экспонирования было намного больше пролетного времени.

Для численного расчета ФИРК в случае длительного времени экспонирования можно использовать видоизмененную формулу (2.1): = АУ,=/(Г1{У,),Н,), (2.2) где г - порядковый номер, / е [0, со). Для расчета по формуле (2.2) требуется задать определенный шаг экспозиции АН. Я,- = АН /. (2.3) Размер шага определяет количество точек, по которым строится расчетная ФИРК. Чем меньше размер шага, тем больше точек и точнее построение. Вычисления проводились при тех значениях параметров, входящих в выражение (1.20), при которых проводились экспериментальные измерения. Известны значения 4-х параметров, сложным образом входящих в (1.20): Толщина фоторецептора: / = 5 х Ю"4 см; Диэлектрическая проницаемость фотопроводника: е 2,5; Потенциал зарядки фоторецептора: Го = 192 В; Длина волны экспонирующего излучения: X = 450 нм.

Точные значения еще двух параметров - квантового выхода образования пар щ и коэффициента поглощения Ах неизвестны. Однако эти переменные входят в (1.20) линейно и будут влиять на масштаб кривой вдоль оси абсцисс, а не на ее характер.

Отклонение расчетных значений от экспериментальных на конечном участке кривой легко объяснить тем, что в эксперименте наблюдался не учитываемый в расчетах остаточный потенциал, обусловленный захватом дырок в глубокие ловушки в толще транспортного слоя.

Результаты сопоставления экспериментально измеренной и расчетной ФИРК позволяют утверждать, что выражение (1.18), связывающее поверхностный потенциал фоторецептора с экспозицией, согласуется с экспериментом и может быть применено для расчета электростатического контраста СЭИ, а также для оптимизации системы фоторецептор - проявитель в цифровых аппаратах.

Выводы по главе 2

1. Был изготовлен лабораторный образец органического двухслойного фоторецептора, проведены измерения его параметров и измерение фотоин- дуцированной разрядной кривой.

2. На основе модели оптимизации была рассчитана теоретическая фотоин- дуцированная разрядная кривая с учетом измеренных параметров образца. Проведено сопоставление экспериментальных и расчетных результатов, из которого следует одинаковая закономерность экспериментальной и расчетной кривых и полное их совпадение значений при условии, что произведение значений коэффициента поглощения и начального квантового выхода равно 0,128.

Определение теоретически предельной разрешающей способности фоторецептора

Исследование посвящено созданию фотоэлектрических и фоторефрак- тивных (ФР) полимерных композитов, чувствительных в ближнем ИК- диапазоне. В работе исследуется возможность использования супрамолекуляр- ных ансамблей (СА) комплексов рутения, физико-химические свойства которых приведены в обзоре [44], в качестве сенсибилизаторов полимерных композитов к длине волны 1064 нм и нелинейных оптических хромофоров. При сочетании этих свойств полимерный материал приобретает фотореф- рактивные (ФР) свойства, т.е. способность усиливать при взаимодействии двух пересекающихся лазерных лучей сигнальный (информационный) лазерный луч за счет погашения второго, накачивающего луча. Подавляющее большинстве ФР материалов разработаны на основе пластифицированных полимерных композитов с температурой стеклования близкой к комнатной и низкомолекулярных сенсибилизаторов и нелинейных хромофоров. Оптическое поглощение таких композитов не превышает 900 нм. Ранее было установлено, что СА ответственны за оптическое поглощение в ближней ИК области (800-1500 нм) композитов из полиимида, содержащего Яи- комплекс: рутений(П) тетра-15-краун-5-фталоцианинат с двумя аксиально координированными молекулами триэтилендиамина [(Я4Рс)Ки(ТЕО)2] [45]. Способность усиливать лазерные лучи ИК-диапазона делает эти материалы обещающими для различных фотонных применений, в первую очередь использование лучей ближнего инфракрасного диапазона, 800 - 1600 нм, в оптической медицинской диагностике и в телекоммуникационных технологиях. ФР материалы, чувствительные к свету длиной волны 1064 нм представляют особый интерес, так как могут быть использованы в медицинской диагностике живых тканей. Биологические ткани сильно рассеивают излучение во всем оптическом диапазоне, но достаточно прозрачны в ближней РЖ - области (при длинах волн больше 700 нм). Для диагностики тканей необходимо отделить рассеянное излучение от регулярного (не рассеянного) излучения, несущего полезную информацию о диагностируемом органе. С этой целью используется задержка рассеянного излучения (за счет удлинения оптического пути в рассеивающей среде) по отношению к регулярному в сигнальном луче. Голограмма в ФР слое формируется только при взаимодействии регулярной части сигнального луча и накачивающего луча, а задержанное рассеянное излучение достигает ФР слоя после того, как импульс накачивающего луча закончился. Восстановление голограммы производится по стандартной оптической схеме. Для применения в биомедицинских исследованиях синтезированы полимерные композиты, имеющие ФР чувствительность при 830 нм в области действия импульсного титан- сапфирового лазера. Прозрачность тканей возрастает по мере увеличения длины волны электронного поглощения вплоть до 1200 нм и предлагаются, как более перспективные для использования в медицине, многослойные структуры на основе квантовых ям ЫОаАз/ОаАэ, чувствительные при 1064 нм - в области действия импульсного Ш:УАО лазера. Эти системы дорогостоящие и чрезвычайно актуальной задачей остается создание дешевых полимерных композитов, имеющих ФР чувствительность при 1064 нм.

В этом разделе рассмотрены оптические спектры, фотоэлектрические, не- линейнооптические и фоторефрактивные (ФР) свойства композитов, состоящих из промышленно выпускаемого поливинилкарбазола (ПВК, АЫпсЬ) и допанта - тетра-15-краун-5- фталоцианинат рутения(Н) с аксиально координированными молекулами СО и СН3ОН [(Я4Рс)Яи(СО)( СН3ОН)] (комплекс рутения 1). Сделана попытка установить природу оптического поглощения в ближней ИК-области композитах на основе ЯиРс(СО)(МеОН) и (114Рс)Ки(ТЕО)2 в ПВК.

Хорошо известно, что ПВК формирует с акцепторными молекулами электронные донорно-акцепторные (ЭДА-комплексы), обладающие фотоэлектрической чувствительностью [9]. Образование наиболее длинноволновых комплексов с электронным оптическим поглощением в области 1200-1600 нм предполагается в работе [11] при использовании донора карбазола и акцептора бисфталоцианина лютеция (LuPc2) в матрице из таблеток КВг. ЭДА- комплексы были получены в результате многочасового прогрева таблеток при 100С. Авторы отмечают сложность анализа оптического поглощения ЭДА - комплексов в ИК-области, так как оно наложено на IVB полосу, обусловленную переходом между HOMO и наполовину заполненной молекулярной орбиталью (SUMO) в самой молекуле LuPc2

Похожие диссертации на Оптимизация рабочих характеристик электрографических фоторецепторов