한국광학회지 (Korean Journal of Optics and Photonics)

  • 제21권2호
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  • Pages.82-88
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  • 2010
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  • 1225-6285(pISSN)
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  • 2287-321X(eISSN)
한국광학회 (Optical Society of Korea)
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PVA/AA계 광 고분자 필름의 SeO2 및 TiO2 나노 입자 첨가에 의한 회절 효율 변화

Diffraction Efficiency Change in PVA/AA Photopolymer Films by SeO2 and TiO2 Nano Particle Addition

  • 조지훈 (광운대학교 화학공학과 고분자소재연구실) ;
  • 이주철 (광운대학교 화학공학과 고분자소재연구실) ;
  • 윤성 (광운대학교 화학공학과 고분자소재연구실) ;
  • 남승웅 (광운대학교 화학공학과 고분자소재연구실) ;
  • 김대흠 (광운대학교 화학공학과 고분자소재연구실)
  • Joe, Ji-Hun (Polymer Material Laboratory, Department of Chemistry Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Lee, Ju-Chul (Polymer Material Laboratory, Department of Chemistry Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Yoon, Sung (Polymer Material Laboratory, Department of Chemistry Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Nam, Seung-Woong (Polymer Material Laboratory, Department of Chemistry Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Kim, Dae-Heum (Polymer Material Laboratory, Department of Chemistry Engineering, Kwangwoon University)
  • 투고 : 2010.01.25
  • 심사 : 2010.04.14
  • 발행 : 2010.04.25
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초록

광고분자 필름은 광 정보를 보유한 홀로그램을 3차원적으로 저장하는 기록매질이다. 광고분자는 다른 기록 매질에 비해 높은 회절효율을 가지며, 가격이 저렴하고, 처리가 간편하다는 장점을 가지고 있어 그 활용가치가 다른 매질들에 비하여 높이 평가되고 있다. 본 연구에서는 회절특성을 갖는 $SeO_2$및 $TiO_2$를 첨가한 PVA/AA계 광 고분자 필름을 제조하였다. PVA 분자량 및 모노머와 개시제, 광 감각제의 조성은 이전 실험에 의한 최적 비율로 정하였고, $TiO_2$가 회절 효율에 직접적으로 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해서 $SeO_2$와 $TiO_2$의 조성을 변화시켜 가면서 실험해 보았다. $TiO_2$(0.1 mg~1.0 mg)만 첨가한 실험은 $TiO_2$의 조성이 변하여도 회절 효율의 값은 변화가 없었다. 즉, 회절 효율 변화에 직접적으로 영향을 미치지 않았다. $SeO_2$ 0.1 mg과 $TiO_2$ 0.9 mg부터 $SeO_2$ 0.9 mg과 $TiO_2$ 0.1 mg까지 조성을 변화시키면서 회절 효율을 관찰한 결과 $SeO_2$ 0.8 mg과 $TiO_2$ 0.2 mg을 넣었을 때에 가장 높은 회절효율 값인 73.75% 를 얻었다. 또한, $TiO_2$의 양에는 상관없이 $SeO_2$의 양이 증가 할수록 회절효율의 값이 완만하게 증가하는 경향을 볼 수 있었다. 과다한 양의 나노 입자를 첨가할 경우 필름 제조 시 용해도 저하에 의해 석출되어 투명한 필름을 얻을 수 없고 이는 광 특성 저하에 영향을 미치게 된다. 따라서 $TiO_2$의 함량은 효과를 나타낼 수 있는 필요한 만큼만 첨가 시켜주고 $SeO_2$의 양을 최대한 첨가 시켜주어 넓은 각도범위에서 높은 회절 효율 값을 유지할 수 있는 필름을 제작 할 수 있었다.

Photopolymer is a material for recording three dimensional holograms containing photo information. Photopolymer has been found to be a proper material due to many advantages such as high DE value, easy processing, and low price. Compositions of PVA, monomer, initiater and photosensitizer were determined by previous experiments and the compositions of $SeO_2$ and $TiO_2$ were considered as variable to find out the effects of $TiO_2$ on DE. The DE values were constant for the varying compositions of $TiO_2$ (0.1 mg~1.0 mg). In other words, $TiO_2$ is not directly effective on the DE values. Composition change experiments from $SeO_2$ 0.1 mg, $TiO_2$ 0.9 mg to $SeO_2$ 0.9 mg, $TiO_2$ 0.1 showed a maximum DE value of 73.75% at a component of $SeO_2$ 0.8 mg, $TiO_2$ 0.2 mg. It seemed that regardless of the amount of $TiO_2$, increasing the amount of $SeO_2$ gently increases DE`s. If nano particles are heavily added, transparent films could not be made due to the separation of particles by the solubility decrease. Photopolymer films could be made with high DE values for an extensive angle range if $TiO_2$ additions were kept minimum and $SeO_2$ additions were kept maximum.

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참고문헌

  1. H. Yao, M. Huang, Z. Chen, L. Hou, and F. Gan, “Acrylamide-basedphotopolymer used for holographic recording,” Proc.SPIE 5060, 199-202 (2003). https://doi.org/10.1117/12.510390
  2. S. Blaya, L. Carretero, R. Mallavia, A. Fimia, R. F. Madrigal,M. Ulibarrena, and D. Levy, “Optimization of an acrymide-baseddry film used for holographic recording,” Appl. Opt.37, 7604-7610 (1998). https://doi.org/10.1364/AO.37.007604
  3. C. Nepp, S. Gallego, M. Ortuno, A. Marquez, A. Belendez,and I. Pascual, “Characterization of a PVA/acrylamidephotopolymer. Influence of a cross-linking monomer on thefinal characteristics of the hologram,” Opt. Comm. 224,27-34 (2003). https://doi.org/10.1016/S0030-4018(03)01719-X
  4. D. Kim, J. Lim, and S. Nam, “Effect of modification of $SeO_2/Acrylamide$ ratios on diffraction efficiencies in PVA/AA photopolymer films,” Hankook Kwanghak Hoeji (Korean Opt. Photon.) 11, 183-190 (2007). https://doi.org/10.3807/JOSK.2007.11.4.183
  5. K. Her, H. Jang, and D. Kim, “Diffraction efficiency improvement of PVA/AA/ $SeO_2$ photopolymer with various film thickness and Eosin Y contents,” Korean Opt. Photon. (Hankook Kwanghak Hoeji) 20, 230-235 (2009). https://doi.org/10.3807/KJOP.2009.20.4.230
  6. D. Kim, Y. Kim, S. Nam, and J. Lim, “Effects of modifyingPVA/AA photopolymer film with $SeO_2$ crystals on diffractionefficiencies for holographic recording,” J. Ind. Eng. Che.12, 762-768 (2006).
  7. K. Nam, L. Ju, H. choi, and H. Chung, “The characteristicstudy of amophous chalcogenide As-Ge-Se-S thin film forphotonic crystal application,” J. Ins. Electrical and ElectronicMat. Eng. 21, 580-583 (2008).
  8. K. Her and D. Kim, “Study of diffraction efficiency values for photopolymer films added $TiO_2$ nanoparticles,” Hankook Kwanghak Hoeji (Korean Opt. Photon.) 20, 121-127 (2009). https://doi.org/10.3807/HKH.2009.20.2.123
  9. D. Jung, J. Lee, D. Lee, M. Kwak, S. Lee, Y. Park, S.Choi, and H. Kim, “Synthesis of amide from Thioamideby treatment of $SeO_2$ or $TiO_2$,” Life Sci. 9, 49-51 (1999). https://doi.org/10.1016/0024-3205(70)90009-3
  10. S. zhang, X. Chen, Y. Tian, B. Jin, and J. Yang, “Preparationand characterization of novel $SeO_2/\;TiO_2$ nanocomposite,”J. Cry. Growth 30, 42-46 (2007).
  11. H. Oh, J. Lee, and E. Kim, “Charaterization of photopolymersfilms containing triazine methacrylare monomerfor photochromic diffractive image formation,” SISS 3,173-177 (2007).
  12. G. Weidencruck, “Radical photoinitiators for holographicdata storage,” IP.com J. 3, 19-33 (2003).

피인용 문헌

  1. Preparation and Holographic Recording of Fluorescent Photopolymer Films Containing Anthracene Polymer for Security vol.14, pp.4, 2010, https://doi.org/10.3807/JOSK.2010.14.4.305