Laser Dyes Doped with Metallic Nanoparticles Prepared by Pulsed Laser Ablation Method in Liquids

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

In this study, solutions of organic laser dyes (Rhodamine 110, Rhodamine B) and their mixture were prepared dissolved in organic solvents (ethanol and methanol) at different concentrations (0.01, 0.03, 0.05) mM.The linear optical properties of all the prepared solutions were studied using spectrophotometers. UV-Visible, the results showed that the values of absorbance and the values of linear optical parameter(linear absorption coefficient and linear refractive index) increase with increasing concentration, and the hight,s values of dyes dissolved in methanol solvent, and that Rhodamine B dye gives the highest values compared to the other dye and the mixture.Some metallic nanoparticles(Cu,Au,and Ag) NPs were prepared by the liquid pulsed laser ablation method, using aND: YAK laser ata wavelength of (1064 nm), firing a laser beam with energy (300 mw) on targets of these materials placed in a specific solvent. This is to obtain a colloidal liquid with a volume of (10 ml) containing nanoparticles. Then, the nanoparticles samples were examined using transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM) images, to ensure their nanoscale dimensions and homogeneous distribution within the colloidal solution.Solutions of laser organic dyes and their mixture were prepared at a constant concentration of (0.05) mM, and these solutions were mixed with solutions of nanoparticles at a ratio of (1:3) in order to study the effect of these materials on the linear and nonlinear optical properties of these dyes in order to benefit from them in the field of nonlinear optics.The results of the linear optical properties of the dye mixture solutions used in this study with the prepared nanoparticles showed that the absorbance values and the linear optical coefficients at the wavelength (532 nm) increased by adding the nanoparticles, and that the highest of these values were for the Rhodamine B dye mixture solution dissolved in methanol solvent with Ag NPs prepared with the same type of solvent. The nonlinear tests included the use of the Z-Scan technique in both open and closed aperture cases to obtain the nonlinear absorption coefficient (β) and the nonlinear refractive index (n2), respectively. The measurements were performed using a solid-state laser with a wavelength of (532) nm and a power of (50) mW. The results of the nonlinear optical properties of laser organic dye mixture solutions with nanoparticles prepared in this study showed that all these solutions give nonlinear absorption (two-photon absorption), and that the best value of the nonlinear absorption coefficient (β) is for pure Rhodamine 110 dye solution dissolved in ethanol solvent, which is (3.65×10⁻³ cm/mW). The results also show that these solutions are considered nonlinear materials as a de-focusing medium, and that the best value of the nonlinear refractive index (n2) is (3.92 × 10⁻¹⁰ cm²/mW) for the dissolved Rhodamine B dye mixture solution in a methanol solvent with Ag NPs. The results of this study showed the possibility of using all samples of pure and grafted dyes and their mixtures in various electro-optical applications as determinants of optical power. Laser organic dyes (pure and grafted) are good materials in the field of nonlinear optics and their applications due to their high nonlinear response that operates at a wide spectral range.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

0553e58e-93b9-4aa1-b3aa-28417a7e47d7

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل دكتوراة

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

993653_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

الخواص الخطية واللاخطية لصبغات ليزرية مطعمة بالجسيمات النانوية المعدنية المحضرة بطريقة الاستئصال بالليزر النبضي بالسوائل

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":" طالب محسن عباس الشافعي","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"رسل كاظم محمود كاظم","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Laser Dyes Doped with Metallic Nanoparticles Prepared by Pulsed Laser Ablation Method in Liquids

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

في هذا العمل حُضرت محاليل صبغات عضوية ليزرية (صبغة الرودامين 110 ، صبغة الرودامين B) وخليطهما المذابة بمذيبات عضوية (الايثانول والميثانول) وبتراكيز مختلفة (0.01,0.03,0.05) ملي مولاري .دُرست الخصائص البصرية الخطية لجميع المحاليل المحضرة وذلك باستخدام مطياف الاشعة المرئية-الفوق البنفسجية، بينت النتائج ان قيم الامتصاصية وقيم المعاملات البصرية الخطية (معامل الامتصاص الخطي ومعامل الانكسار الخطي) تزداد بزيادة التركيز وان اعلى هذه القيم هي للصبغات المذابة بمذيب الميثانول وان صبغة الرودامين B تعطي اعلى القيم مقارنة بالصبغة الأخرى والخليط. حُضرت بعض المواد النانوية المعدنية (Cu,Au,and Ag)NPs بطريقة الاستئصال بالليزر النبضي بالسوائل وذلك باستخدام ليزر الانديوم- ياك ذات الطول الموجي (1064 nm) يطلق حزمة ليزرية بطاقة (300 mJ) على اهداف من هذه المواد موضوعة في مذيب معين وذلك للحصول على سائل غروي حجمه (10 ml) يحتوي على المواد النانوية. بعد ذلك تم فحص عينات المواد النانوية باستخدام صور المجهر الالكتروني النفاذ (TEM) وصور المجهر الالكتروني الماسح (SEM) وذلك للتاكد من ابعادها النانوية وتوزيعها المتجانس داخل المحلول الغروي. حُضرت محاليل من الصبغات العضوية الليزرية وخليطهم عند تركيز ثابت (0.05 ) ملي مولاري وخلط هذه المحاليل مع محاليل المواد النانوية وبنسبة (1:3) وذلك لدراسة تأثير هذه المواد على الخصائص البصرية الخطية واللاخطية لهذه الصبغات وذلك للاستفادة منها في مجال البصريات اللاخطية. بينت نتائج الخصائص البصرية الخطية لمحاليل خليط الصبغات المستخدمة في هذه الدراسة مع المواد النانوية المحضرة ان قيم الامتصاصية والمعاملات البصرية الخطية وعند الطول الموجي المستخدم (532 nm) تزداد بإضافة المواد النانوية ، وان اعلى هذه القيم هي لمحلول خليط صبغة الرودامين B المذابة بمذيب الميثانول مع Ag NPs المحضرة بنفس نوع المذيب. تضمنت الفحوصات اللاخطية استخدام تقنية Z-Scan في حالتي الفتحة المفتوحة و الفتحة المغلقة للحصول على معامل الامتصاص اللاخطي (β) ومعامل الانكسار اللاخطي (n2) على التوالي. تم اداء القياسات باستخدام ليزر الحالة الصلبة ذو الطول الموجي (532) نانومتر وقدرة mW ) 50) . تبين نتائج الخصائص البصرية اللاخطية لمحاليل خليط الصبغات العضوية الليزرية مع المواد النانوية المحضرة في هذه الدراسة ان جميع هذه المحاليل تعطى امتصاص لاخطي (امتصاص فوتونين) ، وان افضل قيمة لمعامل الامتصاص اللاخطي (β) هي لمحلول صبغة الرودامين 110 النقية المذابة بمذيب الايثانول وهي (3.65×10-3 cm/mW) .كذلك تبين النتائج ايضا ان هذه المحاليل تعد من المواد اللاخطية كوسط مفرق ، وان افضل قيمة لمعامل الانكسار اللاخطي (n2) هي (3.92×10-10 cm2/mW) هي لمحلول خليط صبغة الرودامين B المذابة بمذيب الميثانول مع Ag NPs . بينت نتائج هذه الدراسة امكانية استخدام جميع نماذج الصبغات المطعمة والنقية وخليطها في مختلف التطبيقات الكهروبصرية كمحددات للقدرة البصرية اذ تعد الصبغات العضوية الليزرية (النقية والمطعمة) من المواد الجيدة في مجال البصريات اللاخطية وتطبيقاتها وذلك لاستجابتها اللاخطية العالية التي تعمل عند مدى طيفي واسع.

كلمات الباحثين

Rhodamine B, Silver Nanoparticles, Organic Dyes, Solvents, Z-Scan Technique, Nonlinear Refractive Index, Nonlinear Absorption Coefficient, Nonlinear Optics, Laser, Electro-Optical Applications.

إشراف وإعداد

الإشراف

طالب محسن عباس الشافعي

الإعداد

رسل كاظم محمود كاظم

الاقتباسات الببليوغرافية