광반응에 의한 고분자 필름의 굴절률 변화

조정환; 신미영; 이종하; 김성수; 송기국; Jung Hwan Cho; Mi Young Shin; Jong Ha Lee; Sung Soo Kim; Kigook Song

Polymer(Korea), Vol.28, No.6, 545-550, November, 2004

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광반응에 의한 고분자 필름의 굴절률 변화

Refractive Index Changes of Polymer Film by Photochemical Reactions

조정환, 신미영, 이종하, 김성수 , 송기국 ^†

경희대학교 환경ㆍ응용화학대학

Jung Hwan Cho, Mi Young Shin, Jong Ha Lee, Sung Soo Kim , and Kigook Song^†

Department of Chemical Engineering and Materials Research Center for Information Display, Kyung Hee University, 1 Seochon-ri, Yongin, Gyunggi-do 449-701, Korea

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초록

광조사에 의하여 발색단 분해를 유도함으로써 고분자의 굴절률을 변화시켜 공중합체 박막의 굴절률을 조절하고, FTIR과 UV/Vis 분광 실험으로 굴절률에 영향을 미치는 구조의 변화를 조사하였다. 광표백에 따라 공중합체 박막의 굴절률이 작아지는 것은 광반응에 의하여 발색단 내 C=C 이중결합이 끊어져 고분자의 편극률이 작아지기 때문이다. 입사되는 빛의 전기장 방향에 의존하는 선택적인 광반응에 의하여 필름 면에 평행한 방향으로 존재하는 발색단이 먼저 분해가 되면서 고분자 필름 면에 평행한 방향의 굴절률이 수직한 방향에서 보다 더 급격하게 감소하였다. 이와 같은 고분자 박막 내의 굴절률 차이를 편광 ATR-FTIR 실험에서 얻어지는 고분자 특성 피크의 변화를 조사하여 증명하였다.

The refractive index of thin copolymer film was controlled by photo-degradation of chromophores in the copolymer. FTIR and UV/Vis spectroscopy were employed to elucidate the effect of chemical structure on refractive index changes after photobleaching. The decrease of refractive index of the film by photobleaching can be ascribed to the decrease of polarizability of polymer molecules through breakage of C=C bond in the chromophore. Due to the selective photoreaction of the chromophores which align along the film plane, refractive index of the copolymer film measured in TE mode decreases faster than that in TM mode. Polarized ATR-FTIR spectroscopy was used to verify such a difference in refractive index of the film.

Keywords:refractive index;polymer film;waveguide;photobleaching;ATR-FTIR

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