Fulltext

Optical Nonlinearity of Oxazine Dye Doped PMMA Films by Z-Scan Techniques

Amal Faisal Jaffar

Al-Nahrain Journal of Science مجلة النهرين للعلوم
ISSN: (print)26635453,(online)26635461 Year: 2012 Volume: 15 Issue: 2 Pages: 106-112
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Abstract

In this experimental work, a study (by using a high sensitive method known as Z-Scan technique) of the nonlinear optical properties for the laser dyes oxsazine in PMMA doped films with different concentrations with the solvent Chloroform.Z-scan experiment was performed using CW diode laser at 650 nm with the power output of 40 mW, in two parts. The first part was done using a closed-aperture placed in front of the detector to measure the nonlinear refractive index. In the second part; the aperture in front the detector was removed (open aperture) to measure the nonlinear absorption coefficient. The experimental results for closed aperture show that the dye doped films exhibits negative refractive index (self_defocusing) for the law concentrations (10-6 &10-5 M/L), while the large concentrations 10-4 &10-3 M/L had damaged. The results show also that the nonlinear refractive index and the third order nonlinear susceptibility increased with the increasing concentration. This is due to the increasing of the film thickness which caused an increase in the nonlinear phase shift in the samples. For open aperture z-scan the results show that the samples exhibited saturation absorption. The samples of law concentrations have a large nonlinear optical effect, which can be a promising candidate for photonic device application

في هذا البحث العملي دراسة للصفات اللاخطية لأغشية الصبغة الليزرية الأوكسازين والمطعمة مع البوليمر (PMMA) بتراكيز مختلفة بأستخدام المذيب الكلوروفورم و ذلك باستخدام طريقة ذات حساسية عالية تعرف بتقنية المسح على المحور الثالث Z-scan. تم أجراء تجربة المسح على المحور الثالث باستخدام ليزر الدايود ذو الموجات المستمرة عند طول موجي 650 نانومتر على جزئيين : الجزء الأول تم وضع فتحة أمام الكاشف لغرض دراسة معامل الانكسار اللاخطي . في الجزء الثاني أزيلت الفتحة من أمام الكاشف (open aperture) لغرض قياس معامل الامتصاص اللاخطي. أظهرت التجارب في حالة وضع الفتحة أمام الكاشف إن أغشية الصبغة المطعمة تظهر معامل انكسار لاخطي سالب (self-defocusing) للتراكيز الواطئة(10-6 &10-5 M/L), ، بينما تلفت الأغشية ذات التراكيز العالية10-4 &10-3 M/L. أظهرت التجارب ايضا ان معامل الإنكسار اللاخطي وقابلية التأثراللاخطية من الدرجة الثالثة (third order susceptibility ) تزداد بزيادة التركيز وذلك لزيادة سمك الغشاء الذي يؤدي الى زيادة إزاحة الطوراللاخطي في النماذج.عند إزالة الفتحة من أمام الكاشف أظهرت النتائج سلوك إمتصاص قابل للتشبعsaturation absorption . أظهرت النماذج ذات التراكيز الواطئة فعالية لاخطية بصرية عالية مما يجعلها مؤهلة واعدة في الأجهزة الضوئية.

Keywords

Z-scan technique --- nonlinear refraction and nonlinear absorption --- dye doped polymer films.