АО «ЦНИТИ «Техномаш» разрабатывает технологии синтеза новых полимерных электрооптических функциональных материалов и композиций на их основе с нелинейно-оптическими свойствами в ближнем ИК диапазоне.
Быстрое развитие систем связи и информатики с использованием оптических линий связи требует совершенствования оборудования линейных трактов волоконно-оптических систем передачи. При передаче информации по волоконно-оптическим линиям связи большое значение имеет процесс модуляции. Электрооптические модуляторы, являясь устройствами оптического тракта, позволяют создавать телекоммуникационные системы, работающие на значительные расстояния. В настоящее время неизменный интерес проявляется к органическим полимерным нелинейно-оптическим материалам с квадратичным откликом на приложенное электрическое поле высокой интенсивности. Это обусловлено возможными применениями подобных материалов в фотонике и оптоэлектронике и их существенными преимуществами перед аналогами, созданными на основе неорганических кристаллических материалов. Среди преимуществ полимерных материалов стоит отметить большие значения нелинейной электрической восприимчивости, быстрый отклик, исключительное химическое разнообразие – возможность вводить в состав материала различные функциональные группы, а также сравнительную простоту получения и обработки. На основе органических полимеров в настоящее время созданы материалы с квадратичными нелинейно-оптическими характеристиками, которые существенно превосходят соответствующие параметры неорганических материалов. Например, для электрооптический коэффициент r33 для LiNbO3 равен 30 пм/В, в то время как тот же показатель для ряда органических материалов достигает значений 300 пм/В и выше.
Квадратичный отклик полимерных материалов обусловлен наличием в них органических хромофоров, которые являются либо молекулами-гостями в составе композиционного материала, либо введены в боковую или основную цепь полимера. Наиболее популярными являются органические дипольные хромофоры, которые имеют в своем составе концевые электроно-донорные и электроно-акцепторные группы, соединенные π-электронным мостиком. В качестве материала матрицы, на основе которой создаются органические нелинейно-оптические материалы, обычно используют полимеры с достаточно высокой температурой стеклования; их выбор определяет температурно-временные режимы полинга – необходимой стадии изготовления материала, на которой он становится нецентросимметричным и способным к проявлению квадратичной нелинейно-оптической активности. Полинг состоит в ориентации хромофорных групп относительно выбранного направления и не должен приводить к их разрушению. Важным требованием к квадратичным электрооптическим материалам является долговременная релаксационная стабильность отклика: достигнутый на стадии полинга ориентационный порядок хромофоров должен сохраняться длительное время (в течение 1000 часов при температуре 85 C согласно принятому требованию).
Разрабатываемые электрооптические полимерные материалы позволят сформировать на их основе различные электрооптические и фотонные устройства, например, электрооптические модуляторы, оптические переключатели, устройства оптической логики, модули радиолокационных систем. Полученные результаты смогут быть применены для создания систем радиолокации для гражданской, военной и космической связи.
