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18 KAPITEL 2. GRUNDLAGEN
2.1.2 Phänomene bei homogener optischer Anregung
Die folgenden beiden Kapitel liefern einen Überblick über die bisher bekannten photoindu-
zierten Phänomene in azobenzenhaltigen Polymerschichten infolge homogener Anregung.
Detailiertere Darstellungen zu diesen Themen finden sich in den Übersichtsartikeln von
Natansohn und Rochon [8, 9], Tripathy et. al. [10], Ichimura et. al. [11, 12, 13], Dumont
und Osman [14], Hvilstedund Ramanujam [15] sowie Delaire und Nakatani [16]. Natan-
sohn und Rochon klassifizieren die jeweiligen Phänomene anhand ihres Wirkungsbereichs
und unterteilen die induzierten Bewegungen in drei Stufen [8]: Molekulare Bewegungen,
kooperative Bewegungen und makroskopischer Materialtransport.
Molekulare Bewegungen Im thermodynamischen Gleichgewicht bei Raumtempe-
ratur befinden sich die Isomere eines Azosystems überwiegend im (E)-Zustand, wobei
deren Übergangsdipolmoment M näherungsweise parallel zur langen Molekülhauptachse
liegt. Bei Bestrahlung mit polarisiertem Licht innerhalb der ππ ∗ -Absorptionsbande werden
vorzugsweise solche Chromophore zur Isomerisierung angeregt, deren Übergangsdipolmo-
ment M eine Komponente parallel zur einfallenden elektrischen Feldstärke E besitzen. Die
optische Anregungswahrscheinlichkeit ist hierbei proportional zu einer cos 2 α-Funktion,
wobei α den Winkel zwischen M und E kennzeichnet [78]. Abbildung 2.7 zeigt diese
Winkelabhängigkeit mit Hilfe von sphärischen Rotationskörpern für drei verschiedene Po-
larisationszustände des anregenden Lichtes (linear, zirkular und elliptisch polarisiert). Das
Abbildung 2.7:
Polarisationsabhängige Anregungswahrscheinlichkeit von Azochromophoren (nach [74]).
Die Anregungwahrscheinlichkeit steigt mit dem Abstand eines Punktes der Mantelfläche
zum Ursprung.
angeregte (E)-Isomer relaxiert im Allgemeinen in den Grundzustand des (Z)-Isomers, in
dem es einige Sekunden bis Wochen verweilen kann. Folglich reduziert die Anregung mit
polarisiertem Licht die Population der (E)-Isomere entlang des Polarisationsverktors und