Abstract

The diffraction efficiency of a surface-relief grating (SRG) was dramatically increased by corona discharge. We fabricated this SRG by applying surface modulation to azo polymer films, using laser interference fringes. The electric charge was deposited upon the SRG by a corona discharge in an oven. The first-order diffraction efficiency measured before and after corona discharge above the glass-transition temperature increased from 2% to 40% in a SRG written with a circularly polarized beam. The relief depth of the SRG as measured with an atomic-force microscope also increased, from 130 nm to 450 nm. The increase in diffraction efficiency was independent of the writing polarization.

© 2001 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
    [CrossRef]
  2. C. J. Barrett, A. L. Natansohn, and P. L. Rochon, J. Phys. Chem. 100, 8836 (1996).
  3. N. C. R. Holme, L. Nikolva, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Appl. Phys. Lett. 70, 1518 (1997).
    [CrossRef]
  4. X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, V. Shivshankar, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 68, 2618 (1996).
    [CrossRef]
  5. X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2502 (1998).
    [CrossRef]
  6. T. G. Pedersen, P. M. Johansen, N. C. R. Holm, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Phys. Rev. Lett. 80, 89 (1997).
    [CrossRef]
  7. J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
    [CrossRef]
  8. C. J. Barrett, P. L. Rochon, and A. L. Natansohn, J. Chem. Phys. 109, 1505 (1998).
  9. K. Sumaru, T. Yamanaka, T. Fukuda, and H. Matsuda, Appl. Phys. Lett. 75, 1878 (1999).
    [CrossRef]
  10. M. Itoh, K. Harada, H. Matsuda, S. Ohnishi, A. Parfenov, N. Tamaoki, and T. Yatagai, J. Phys. D 31, 463 (1998).
    [CrossRef]
  11. J. Paterson, A. Natansohn, P. Rochon, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 69, 3318 (1996).
    [CrossRef]
  12. P. Rochon, A. Natansohn, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 71, 1008 (1997).
    [CrossRef]
  13. K. Munakata, K. Harada, N. Yosikawa, M. Itoh, S. Umegaki, and T. Yatagai, Opt. Rev. 6, 518 (1999).
    [CrossRef]
  14. J. C. Urbach and R. W. Meier, Appl. Opt. 5, 666 (1966).
    [CrossRef] [PubMed]

1999

K. Sumaru, T. Yamanaka, T. Fukuda, and H. Matsuda, Appl. Phys. Lett. 75, 1878 (1999).
[CrossRef]

K. Munakata, K. Harada, N. Yosikawa, M. Itoh, S. Umegaki, and T. Yatagai, Opt. Rev. 6, 518 (1999).
[CrossRef]

1998

M. Itoh, K. Harada, H. Matsuda, S. Ohnishi, A. Parfenov, N. Tamaoki, and T. Yatagai, J. Phys. D 31, 463 (1998).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2502 (1998).
[CrossRef]

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

C. J. Barrett, P. L. Rochon, and A. L. Natansohn, J. Chem. Phys. 109, 1505 (1998).

1997

T. G. Pedersen, P. M. Johansen, N. C. R. Holm, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Phys. Rev. Lett. 80, 89 (1997).
[CrossRef]

N. C. R. Holme, L. Nikolva, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Appl. Phys. Lett. 70, 1518 (1997).
[CrossRef]

P. Rochon, A. Natansohn, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 71, 1008 (1997).
[CrossRef]

1996

J. Paterson, A. Natansohn, P. Rochon, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 69, 3318 (1996).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, V. Shivshankar, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 68, 2618 (1996).
[CrossRef]

C. J. Barrett, A. L. Natansohn, and P. L. Rochon, J. Phys. Chem. 100, 8836 (1996).

1995

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

1966

Barrett, C. J.

C. J. Barrett, P. L. Rochon, and A. L. Natansohn, J. Chem. Phys. 109, 1505 (1998).

C. J. Barrett, A. L. Natansohn, and P. L. Rochon, J. Phys. Chem. 100, 8836 (1996).

Callender, C. L.

P. Rochon, A. Natansohn, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 71, 1008 (1997).
[CrossRef]

J. Paterson, A. Natansohn, P. Rochon, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 69, 3318 (1996).
[CrossRef]

Fukuda, T.

K. Sumaru, T. Yamanaka, T. Fukuda, and H. Matsuda, Appl. Phys. Lett. 75, 1878 (1999).
[CrossRef]

Harada, K.

K. Munakata, K. Harada, N. Yosikawa, M. Itoh, S. Umegaki, and T. Yatagai, Opt. Rev. 6, 518 (1999).
[CrossRef]

M. Itoh, K. Harada, H. Matsuda, S. Ohnishi, A. Parfenov, N. Tamaoki, and T. Yatagai, J. Phys. D 31, 463 (1998).
[CrossRef]

Holm, N. C. R.

T. G. Pedersen, P. M. Johansen, N. C. R. Holm, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Phys. Rev. Lett. 80, 89 (1997).
[CrossRef]

Holme, N. C. R.

N. C. R. Holme, L. Nikolva, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Appl. Phys. Lett. 70, 1518 (1997).
[CrossRef]

Hvilsted, S.

T. G. Pedersen, P. M. Johansen, N. C. R. Holm, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Phys. Rev. Lett. 80, 89 (1997).
[CrossRef]

N. C. R. Holme, L. Nikolva, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Appl. Phys. Lett. 70, 1518 (1997).
[CrossRef]

Itoh, M.

K. Munakata, K. Harada, N. Yosikawa, M. Itoh, S. Umegaki, and T. Yatagai, Opt. Rev. 6, 518 (1999).
[CrossRef]

M. Itoh, K. Harada, H. Matsuda, S. Ohnishi, A. Parfenov, N. Tamaoki, and T. Yatagai, J. Phys. D 31, 463 (1998).
[CrossRef]

Jiang, X. L.

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2502 (1998).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, V. Shivshankar, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 68, 2618 (1996).
[CrossRef]

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

Johansen, P. M.

T. G. Pedersen, P. M. Johansen, N. C. R. Holm, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Phys. Rev. Lett. 80, 89 (1997).
[CrossRef]

Kim, D. Y.

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2502 (1998).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, V. Shivshankar, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 68, 2618 (1996).
[CrossRef]

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

Kumar, J.

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2502 (1998).
[CrossRef]

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, V. Shivshankar, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 68, 2618 (1996).
[CrossRef]

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

Lee, T. S.

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

Li, L.

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2502 (1998).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, V. Shivshankar, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 68, 2618 (1996).
[CrossRef]

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

Matsuda, H.

K. Sumaru, T. Yamanaka, T. Fukuda, and H. Matsuda, Appl. Phys. Lett. 75, 1878 (1999).
[CrossRef]

M. Itoh, K. Harada, H. Matsuda, S. Ohnishi, A. Parfenov, N. Tamaoki, and T. Yatagai, J. Phys. D 31, 463 (1998).
[CrossRef]

Meier, R. W.

Munakata, K.

K. Munakata, K. Harada, N. Yosikawa, M. Itoh, S. Umegaki, and T. Yatagai, Opt. Rev. 6, 518 (1999).
[CrossRef]

Natansohn, A.

P. Rochon, A. Natansohn, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 71, 1008 (1997).
[CrossRef]

J. Paterson, A. Natansohn, P. Rochon, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 69, 3318 (1996).
[CrossRef]

Natansohn, A. L.

C. J. Barrett, P. L. Rochon, and A. L. Natansohn, J. Chem. Phys. 109, 1505 (1998).

C. J. Barrett, A. L. Natansohn, and P. L. Rochon, J. Phys. Chem. 100, 8836 (1996).

Nikolva, L.

N. C. R. Holme, L. Nikolva, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Appl. Phys. Lett. 70, 1518 (1997).
[CrossRef]

Ohnishi, S.

M. Itoh, K. Harada, H. Matsuda, S. Ohnishi, A. Parfenov, N. Tamaoki, and T. Yatagai, J. Phys. D 31, 463 (1998).
[CrossRef]

Parfenov, A.

M. Itoh, K. Harada, H. Matsuda, S. Ohnishi, A. Parfenov, N. Tamaoki, and T. Yatagai, J. Phys. D 31, 463 (1998).
[CrossRef]

Paterson, J.

J. Paterson, A. Natansohn, P. Rochon, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 69, 3318 (1996).
[CrossRef]

Pedersen, T. G.

T. G. Pedersen, P. M. Johansen, N. C. R. Holm, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Phys. Rev. Lett. 80, 89 (1997).
[CrossRef]

Ramanujam, P. S.

T. G. Pedersen, P. M. Johansen, N. C. R. Holm, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Phys. Rev. Lett. 80, 89 (1997).
[CrossRef]

N. C. R. Holme, L. Nikolva, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Appl. Phys. Lett. 70, 1518 (1997).
[CrossRef]

Robitaille, L.

P. Rochon, A. Natansohn, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 71, 1008 (1997).
[CrossRef]

J. Paterson, A. Natansohn, P. Rochon, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 69, 3318 (1996).
[CrossRef]

Rochon, P.

P. Rochon, A. Natansohn, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 71, 1008 (1997).
[CrossRef]

J. Paterson, A. Natansohn, P. Rochon, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 69, 3318 (1996).
[CrossRef]

Rochon, P. L.

C. J. Barrett, P. L. Rochon, and A. L. Natansohn, J. Chem. Phys. 109, 1505 (1998).

C. J. Barrett, A. L. Natansohn, and P. L. Rochon, J. Phys. Chem. 100, 8836 (1996).

Shivshankar, V.

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, V. Shivshankar, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 68, 2618 (1996).
[CrossRef]

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

Sumaru, K.

K. Sumaru, T. Yamanaka, T. Fukuda, and H. Matsuda, Appl. Phys. Lett. 75, 1878 (1999).
[CrossRef]

Tamaoki, N.

M. Itoh, K. Harada, H. Matsuda, S. Ohnishi, A. Parfenov, N. Tamaoki, and T. Yatagai, J. Phys. D 31, 463 (1998).
[CrossRef]

Tripathy, S.

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

Tripathy, S. K.

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2502 (1998).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, V. Shivshankar, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 68, 2618 (1996).
[CrossRef]

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

Umegaki, S.

K. Munakata, K. Harada, N. Yosikawa, M. Itoh, S. Umegaki, and T. Yatagai, Opt. Rev. 6, 518 (1999).
[CrossRef]

Urbach, J. C.

Yamanaka, T.

K. Sumaru, T. Yamanaka, T. Fukuda, and H. Matsuda, Appl. Phys. Lett. 75, 1878 (1999).
[CrossRef]

Yatagai, T.

K. Munakata, K. Harada, N. Yosikawa, M. Itoh, S. Umegaki, and T. Yatagai, Opt. Rev. 6, 518 (1999).
[CrossRef]

M. Itoh, K. Harada, H. Matsuda, S. Ohnishi, A. Parfenov, N. Tamaoki, and T. Yatagai, J. Phys. D 31, 463 (1998).
[CrossRef]

Yosikawa, N.

K. Munakata, K. Harada, N. Yosikawa, M. Itoh, S. Umegaki, and T. Yatagai, Opt. Rev. 6, 518 (1999).
[CrossRef]

Appl. Opt.

Appl. Phys. Lett.

K. Sumaru, T. Yamanaka, T. Fukuda, and H. Matsuda, Appl. Phys. Lett. 75, 1878 (1999).
[CrossRef]

J. Paterson, A. Natansohn, P. Rochon, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 69, 3318 (1996).
[CrossRef]

P. Rochon, A. Natansohn, C. L. Callender, and L. Robitaille, Appl. Phys. Lett. 71, 1008 (1997).
[CrossRef]

N. C. R. Holme, L. Nikolva, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Appl. Phys. Lett. 70, 1518 (1997).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, V. Shivshankar, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 68, 2618 (1996).
[CrossRef]

X. L. Jiang, L. Li, J. Kumar, D. Y. Kim, and S. K. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2502 (1998).
[CrossRef]

J. Kumar, L. Li, X. L. Jiang, D. Y. Kim, T. S. Lee, and S. Tripathy, Appl. Phys. Lett. 72, 2096 (1998).
[CrossRef]

J. Chem. Phys.

C. J. Barrett, P. L. Rochon, and A. L. Natansohn, J. Chem. Phys. 109, 1505 (1998).

J. Phys. Chem.

C. J. Barrett, A. L. Natansohn, and P. L. Rochon, J. Phys. Chem. 100, 8836 (1996).

J. Phys. D

M. Itoh, K. Harada, H. Matsuda, S. Ohnishi, A. Parfenov, N. Tamaoki, and T. Yatagai, J. Phys. D 31, 463 (1998).
[CrossRef]

Macromolecules

D. Y. Kim, L. Li, X. L. Jiang, V. Shivshankar, J. Kumar, and S. K. Tripathy, Macromolecules 28, 8835 (1995).
[CrossRef]

Opt. Rev.

K. Munakata, K. Harada, N. Yosikawa, M. Itoh, S. Umegaki, and T. Yatagai, Opt. Rev. 6, 518 (1999).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

T. G. Pedersen, P. M. Johansen, N. C. R. Holm, P. S. Ramanujam, and S. Hvilsted, Phys. Rev. Lett. 80, 89 (1997).
[CrossRef]

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 (4)

Fig. 1
Fig. 1

Changes in temperature and applied voltage over time.

Fig. 2
Fig. 2

Poling-temperature dependence of the first-order diffraction efficiency for p, 45°-, and s-polarized beams before and after corona discharge.

Fig. 3
Fig. 3

Surface profile of the SRG measured with an atomic-force microscope (a) before and (b) after corona discharge.

Fig. 4
Fig. 4

Irradiation-time dependence of the first-order diffraction efficiency for a 45°-polarized beam before and after corona discharge.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1 Diffraction Efficiency Before and After Corona Discharge of a SRG Written by Differently Polarized Beams

Metrics