ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ФОТОХИМИЧЕСКИ СТАБИЛЬНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

1. Поляризационно-чувствительный материал, проявляющий в твердотельном состоянии эффект фотоиндуцированного наведения или изменения в нем долговременной оптической анизотропии (дихроизм поглощения и/или двулучепреломления) при поглощении поляризованного или не поляризованного, но направленного излучения входящим в его состав поляризационно-чувствительным компонентом в виде фотохимически стабильного, не люминесцирующего или слабо люминесцирующего вещества с образованием в его объеме или на поверхности анизотропной пространственно модулированной упорядоченной молекулярной структуры, оптические свойства (дихроизм поглощения и двулучепреломление), направление ориентации оптической оси и ориентационный молекулярный порядок в которой напрямую коррелируют с пространственным распределением состояния поляризации и энергетическими характеристиками и направлением распространения активирующего излучения, поглощенного в поляризационно-чувствительном материале, причем указанный материал содержит в своем составе следующие компоненты:
- в качестве поляризационно-чувствительной компоненты, по крайней мере, одно фотохимически стабильное, анизотропно поглощающее (дихроичное) и не люминесцирующее или слабо люминесцирующее вещество и
- специальные низкомолекулярные добавки, регулирующие пленкообразующие, вязкостные и другие физико-химические свойства.
2. Материал по п. 1, в котором формирование в объеме и на поверхности пространственно модулированных ориентациионно-упорядоченных молекулярных структур происходит в результате одно- или двухфотонно (через реальный или виртуальный промежуточный уровень) поглощения этим материалом пространственно модулированного по поляризации и интенсивности линейного, эллиптически или циркулярно поляризованного излучения или не поляризованного, но направленного излучения.
3. Материал по пп. 1 и 2, в котором пространственное распределение степени упорядоченности и ее направление формируемых в объеме и на поверхности пространственно модулированных и ориентационно упорядоченных молекулярных структур находятся в прямом соответствии с локальным пространственным распределением активирующего излучения при одно- или двухфотонном поглощении материалом.
4. Материал по пп. 1 и 2, в котором свойства ориентационно упорядоченных молекулярных структур в его твердотельном состоянии проявляются в анизотропии оптических свойств (дихроизма поглощения и двулучепреломления) и угловых зависимостях каких-либо других физико-химических свойств, например, формы сигнала ЭПР.
5. Материал по пп. 1 и 4, в котором проявление анизотропии оптических свойства фотохимически стабильных веществ под действием поглощаемого излучения не сопровождается изменением формы спектров ее поглощения, сопровождаясь только «просветлением» материала поляризованной параллельной компоненты в спектральной области активирующего излучения и «затемнением» для ортогональной составляющей.
6. Материал по п. 1, где фотохимически стабильные вещества выбираются из групп, проявляющих полосы поглощения в УФ-, видимой и/или ИК области спектра между, 150 нм и 2000 нм.
7. Материал по пп. 1 и 6, где в качестве фотохимически стабильных веществ используют низкомолекулярные органические вещества, выбранные из классов: L-Type Azo Dyes: monoazodyes, disazodyes, tris-and polyazodyes, metal-complexing azodyes; T-type azo dyes and L, T-type azo dyes quinone dyes; anthraquinone dyes: mono- and polyoxyanthraquinines, s-substituted hydroxythioanthraquinones, aminoanthraquinones, aminohydroxyanthraquinones, S-acrylaminoohydroxythioanthraquinones, T-type anthraquinones dyes, anthrapirimidinonts dyes, merocyanine dyes,; I-type azo dyes; benzo- and naphthoquinones, anthraquinone dyes, azomethines dyes, tolanes n-nitroaniline, biphenyls, ароматические нитро и нитрозо соединения, 2'-n-нитрозодиметиланилин, диметиламиностирол и другие. mono-, bis-, tris- and poly-azo dyes, metal-complex azo dyes; quinone dyes; mono- and poly-oxyanthraquinone dyes, sulphur-substituted hydroxythioanthraquinone dyes, aminohydroxy-anthraquinone dyes; anthrapyrimidinone dyes; merocyane dyes; azomethine dyes; polycyclic compounds; benzoquinones, naphthoquinones; tolanes; diphenyls; p-nitroanilines, p-nitrosodialkylanilines; dialkylaminostyroles etc.
8. Материал по пп. 1 и 6, где фотохимически стабильные вещества введены непосредственно в состав жидкокристаллического полимера, как ковалентно связанные с ним хромофоры в боковой цепи.
9. Материал по пп. 1 и 6, где фотохимически стабильные вещества в виде дихроичных хромофоров введены непосредственно в основную цепь макромолекулы или как ковалентно связанные хромофоры в боковой цепи.
10. Материал по пп. 1 и 6, где фотохимически стабильные вещества представлены в виде ковалентно связанных би- или многофункциональных молекул, в составе которых, кроме дихроичного хромофора дополнительно входят, например, люминесцирующие или фотохромные фрагменты, или один или несколько фоточувствительных фрагментов, способствующих фотохимическому образованию пространственной сетки при облучении.
11. Материал по п. 1, где специальные низкомолекулярные добавки имеют близкие (резонансные) колебательные полосы поглощения в основном электронном состоярии с колебательными спектрами поглощения фотохимически стабильных веществ (или хромофоров).
12. Материал по п. 1, где в качестве специальных низкомолекулярных добавок используются активные добавки, проявляющие высокую селективность и эффективность происходящих в них термо-фото- или просто химических процессов в зависимости от степени их упорядоченности в высокоориентированной матрице.
13. Материал по пп. 1 и 6, в котором фотохимически стабильные вещества (или хромофоры) имеют в своем составе, по крайней мере, два заместителя типа ОН, СООН, NYR и другие, способные образовывать, по крайней мере, две специфические межмолекулярные донорно-акцепторные или водородные связи между дихроичным веществом и макромолекулой полимерной матрицы или между самими дихроичными молекулами с образованием пространственной ориентационно упорядоченной сетки.
14. Материал по п. 1, в котором материал из фотохимически стабильных веществ приготавливается методом термического вакуумного распыления, полива из раствора или методом Ленгмюра-Блоджетт.
15. Материал по п. 1, который используют в качестве химического и/или конструкционного материала в фототехнологии производства разнообразных картинных двух- и трехмерных поляризационно-оптических элементов и устройств нано-, микро- и макроэлектронной техники, в приборостроении с использованием поляризационно-оптических элементов, в оптических анизотропных изделиях волоконной и иртегральной оптики типа анизотропных фотонных кристаллов, объемных дифракционных решеток, устройств ввода-вывода излучения, линз, селективных делителей световых пучков и т.д.
16. Материал по п. 1, который имеет три термодинамически устойчивых состояния, из которых одно исходно изотропное состояние с произвольной (случайной) ориентацией молекул в пространстве и два фотоиндуцированных, создаваемых либо поляризованным, либо не поляризованным, но направленным излучением, поглощаемым фотостабильным веществом, причем в первом случае анизотропно поглощаемые молекулы ориентируются в плоскости, перпендикулярной вектору поляризации активирующего излучения, а во втором - в направлении его распространения.
17. Материал по п. 1, в котором параметр ориентационного порядка фотохимически стабильных молекул достигает значений более 0,8, а фотоиндуцированного двулучепреломления более 0,4.
18. Материал по п. 1, в котором фотоиндуцированная анизотропия усилена путем его дополнительного прогрева при температуре менее температуры плавления фотохимически стабильных молекул.
2
19. Материал по п. 1, в котором энергия облучения, необходимая для достижения предельного значения фотоиндуцированной анизотропии уменьшается в несколько раз при использовании одного импульса активирующего облучения длительностью нескольких наносекунд с плотностью мощности порядка МВт/см.
20. Материал по п. 1, в котором фотоиндуцированная анизотропия достигает своего максимального фотостационарного значения асимптотически.
21. Материал по пп. 1 и 20, в котором фотоиндуцированная анизотропия достигает своего максимального значения путем дополнительного прогрева при температуре ниже температуры плавления фотохимически стабильного вещества.