Numer patentu: P 421574, PCT/PL2018/050020

Przedmiotem oferty są nowe materiały optyczne do zastosowania w optyce nieliniowej.

Obecnie sektor technologiczny wykorzystujący materiały optyczne wykazuje szybkie tempo rozwoju. Poszukiwane są rozwiązania charakteryzujące się szczególnymi efektami fizycznym znanymi w optyce nieliniowej (tj. dwójłomność, druga harmoniczna), które są pożądane przy konstrukcji układów optycznych. Zjawisko dwójłomności, czyli rozdwojenie promieni świetlnych jest wykorzystywane w wielu urządzeniach optycznych, w tym ekranach ciekłokrystalicznych, modulatorach światła, OAGs (optical axis gratings), a także przy produkcji elementów optycznych np. pryzmatu Nicola, płytek półfalowych.

Filtry o znanej dwójłomności są wykorzystywane np. w kamerach w celu zniwelowania nieodwracalnego zniekształcenia sygnału tzw. spatial aliasing. Efekt ten odgrywa także kluczową rolę w procesach nieliniowych, w tym w generowaniu drugiej harmonicznej światła (SHG), czyli światła o dwukrotnie krótszej długości fali niż światło padające. Materiały wykazujące nieliniowe właściwości optyczne (NLO) są powszechnie wykorzystywane w optoelektronice np. do konwersji częstotliwości światła, a także w fotonice i telekomunikacji.

W chwili obecnej poszukuje się nowych nieliniowych materiałów optycznych o wysokiej wydajności konwersji światła, o dużej odporności mechanicznej i optycznej (czyli o wysokim progu zniszczenia), oraz odpowiedniej przezroczystości. Przedmiotem wynalazku są ko-kryształy, których jedna z odmian polimorficznych cechuje się wysoką wydajnością generowania drugiej harmonicznej oraz możliwością uzyskania dopasowania fazowego. Wyznaczona względna wartość SHG jest ponad 14 razy większa niż dla powszechnie stosowanego materiału nieliniowego (diwodorofosforanu potasu).

Prezentowany materiał optyczny jest bezbarwny oraz o pokroju odpowiednim do hodowli dużych monokryształów nadających się do dalszej obróbki mechanicznej. Otrzymany ko-kryształ wykazuje dużą dwójłomność w porównaniu z innymi materiałami transparentnymi. Maksymalna dwójłomność osiągnięta dla jednej z odmian polimorficznej wynosi 0,46. Dla porównania, kalcyt stosowany powszechnie do produkcji pryzmatów polaryzacyjnych charakteryzuje się dwójłomnością o wartości 0,17. Materiały będące przedmiotem oferty ze względu na swoje właściwości mogą być wykorzystywane do budowy urządzeń i elementów optycznych.

Ponadto, ze względu na polarność struktury mogą wykazywać efekty takie jak piroelektryczność, piezoelektryczność czy też ferroelektryczność.

Zalety technologii:

Prezentowane materiały optyczne charakteryzują się:

• duża dwójłomnością (2-3 razy większą w porównaniu do powszechnie stosowanych pryzmatów polaryzacyjnych);
• wysoką wydajnością generowania drugiej harmonicznej (14 razy większą niż w przypadku komercyjnych materiałów optyczych) oraz
• możliwością uzyskania efektu dopasowania fazowego;
• bezbarwnością pożądaną w kontekście zastosowań optycznych;
• pokrojem odpowiednim do hodowli dużych monokryształów nadających się do obróbki mechanicznej.

Wyżej wymienione cechy prezentowanej technologii świadczą o konkurencyjności w stosunku do materiałów stosowanych obecnie do konstrukcji układów optycznych, np.:

• ekrany ciekłokrystaliczne;
• pryzmat Nicola;
• układy laserowe do odczytu CD/DVD;
• technologia światłowodów;
• matryce LED;
• detektory fotoelektryczne.

Kontakt z Brokerem Technologii
Centrum Transferu Technologii CITTRU, Uniwersytet Jagielloński

dr Renata Bartoszewicz

tel. +48 12 664 42 08, 515 493 518

e-mail: renata.bartoszewicz@uj.edu.pl