Abstract

The optical nonlinearity of organic dye-doped poly(methyl methacrylate) (PMMA)–silica-gel hybrid material was investigated by second-harmonic-generation measurement. We found that incorporation of in situ polymerized solgel precursors into the organic dye-doped PMMA significantly improved the nonlinear optical stability of the system. However, improvement of thermal stability occurred only when a sufficient amount of silica gel was incorporated. A structural phase transition from pure polymer to a hybrid system was found near a 10-mol.% silica-gel concentration. The optimum polymer/tetraethoxysilane molar ratio is 2:1 to 1:1.

© 1999 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. Brasselet and J. Zyss, Proc. SPIE 3469, 154 (1998).
    [CrossRef]
  2. M. P. Andrews and S. Najafi, in Sol-Gel and Polymer Photonic Devices, M. P. Andrews and S. I. Najafi, eds., Vol. 68 of SPIE Critical Review Series (Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, Bellingham, Wash., 1997), p. 253.
  3. C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1486 (1992).
    [CrossRef]
  4. C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1496 (1992).
    [CrossRef]
  5. W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
    [CrossRef]
  6. Z. Hou, L. Liu, J. Chen, L. Xu, Z. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Phys. Lett. A 252, 87 (1999).
    [CrossRef]
  7. Y. Karakus, D. Bloor, and G. H. Cross, J. Phys. D 25, 1014 (1992).
    [CrossRef]
  8. S. Arrhenius, Z. Phys. Chem. 4, 226 (1889).

1999 (1)

Z. Hou, L. Liu, J. Chen, L. Xu, Z. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Phys. Lett. A 252, 87 (1999).
[CrossRef]

1998 (1)

S. Brasselet and J. Zyss, Proc. SPIE 3469, 154 (1998).
[CrossRef]

1997 (1)

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

1992 (3)

C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1486 (1992).
[CrossRef]

C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1496 (1992).
[CrossRef]

Y. Karakus, D. Bloor, and G. H. Cross, J. Phys. D 25, 1014 (1992).
[CrossRef]

1889 (1)

S. Arrhenius, Z. Phys. Chem. 4, 226 (1889).

Ahlheim, M.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Andrews, M. P.

M. P. Andrews and S. Najafi, in Sol-Gel and Polymer Photonic Devices, M. P. Andrews and S. I. Najafi, eds., Vol. 68 of SPIE Critical Review Series (Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, Bellingham, Wash., 1997), p. 253.

Arrhenius, S.

S. Arrhenius, Z. Phys. Chem. 4, 226 (1889).

Bauer, S.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Bauer-Gogonea, S.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Bloor, D.

Y. Karakus, D. Bloor, and G. H. Cross, J. Phys. D 25, 1014 (1992).
[CrossRef]

Brady, B. K.

C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1496 (1992).
[CrossRef]

C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1486 (1992).
[CrossRef]

Brasselet, S.

S. Brasselet and J. Zyss, Proc. SPIE 3469, 154 (1998).
[CrossRef]

Brinker, W.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Chen, J.

Z. Hou, L. Liu, J. Chen, L. Xu, Z. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Phys. Lett. A 252, 87 (1999).
[CrossRef]

Coltrain, B. K.

C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1486 (1992).
[CrossRef]

C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1496 (1992).
[CrossRef]

Cross, G. H.

Y. Karakus, D. Bloor, and G. H. Cross, J. Phys. D 25, 1014 (1992).
[CrossRef]

Diemeer, M.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Flipse, M. C.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Hou, Z.

Z. Hou, L. Liu, J. Chen, L. Xu, Z. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Phys. Lett. A 252, 87 (1999).
[CrossRef]

Jager, M.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Karakus, Y.

Y. Karakus, D. Bloor, and G. H. Cross, J. Phys. D 25, 1014 (1992).
[CrossRef]

Landry, C. J. T.

C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1496 (1992).
[CrossRef]

C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1486 (1992).
[CrossRef]

Lehr, F.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Li, F.

Z. Hou, L. Liu, J. Chen, L. Xu, Z. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Phys. Lett. A 252, 87 (1999).
[CrossRef]

Liu, L.

Z. Hou, L. Liu, J. Chen, L. Xu, Z. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Phys. Lett. A 252, 87 (1999).
[CrossRef]

Najafi, S.

M. P. Andrews and S. Najafi, in Sol-Gel and Polymer Photonic Devices, M. P. Andrews and S. I. Najafi, eds., Vol. 68 of SPIE Critical Review Series (Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, Bellingham, Wash., 1997), p. 253.

Stahelin, M.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Stegeman, G. I.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Wang, W.

Z. Hou, L. Liu, J. Chen, L. Xu, Z. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Phys. Lett. A 252, 87 (1999).
[CrossRef]

Wirges, W.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Xu, L.

Z. Hou, L. Liu, J. Chen, L. Xu, Z. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Phys. Lett. A 252, 87 (1999).
[CrossRef]

Xu, Z.

Z. Hou, L. Liu, J. Chen, L. Xu, Z. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Phys. Lett. A 252, 87 (1999).
[CrossRef]

Ye, M.

Z. Hou, L. Liu, J. Chen, L. Xu, Z. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Phys. Lett. A 252, 87 (1999).
[CrossRef]

Yilmaz, S.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Zyss, J.

S. Brasselet and J. Zyss, Proc. SPIE 3469, 154 (1998).
[CrossRef]

Zysset, B.

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

W. Wirges, S. Yilmaz, W. Brinker, S. Bauer-Gogonea, S. Bauer, M. Jager, G. I. Stegeman, M. Ahlheim, M. Stahelin, B. Zysset, F. Lehr, M. Diemeer, and M. C. Flipse, Appl. Phys. Lett. 70, 3347 (1997).
[CrossRef]

J. Phys. D (1)

Y. Karakus, D. Bloor, and G. H. Cross, J. Phys. D 25, 1014 (1992).
[CrossRef]

Phys. Lett. A (1)

Z. Hou, L. Liu, J. Chen, L. Xu, Z. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Phys. Lett. A 252, 87 (1999).
[CrossRef]

Polymer (2)

C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1486 (1992).
[CrossRef]

C. J. T. Landry, B. K. Coltrain, and B. K. Brady, Polymer 33, 1496 (1992).
[CrossRef]

Proc. SPIE (1)

S. Brasselet and J. Zyss, Proc. SPIE 3469, 154 (1998).
[CrossRef]

Z. Phys. Chem. (1)

S. Arrhenius, Z. Phys. Chem. 4, 226 (1889).

Other (1)

M. P. Andrews and S. Najafi, in Sol-Gel and Polymer Photonic Devices, M. P. Andrews and S. I. Najafi, eds., Vol. 68 of SPIE Critical Review Series (Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, Bellingham, Wash., 1997), p. 253.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

SHG intensity versus poling temperature for various molar ratios of TEOS incorporation into the PMMA matrix.

Fig. 2
Fig. 2

Relaxation of SHG intensity versus annealing temperature for various molar ratios of TEOS incorporation into the PMMA matrix.

Fig. 3
Fig. 3

Trel versus the molar ratio of incorporated TEOS.

Metrics