Obtención de nuevos materiales híbridos orgánico-inorgánicos fotosensibles utilizables como láseres de colorante en estado sólido

Abstract

[ES] La síntesis de nuevos materiales de carácter híbrido (orgánico-inorgánico) dopados con colorantes resultan altamente atractivos como medio activo en láseres de estado sólido ya que permiten combinar las excelentes propiedades térmicas que presentan los vidrios inorgánicos con las excelentes propiedades ópticas que presentan los materiales polímeros. Mediante un proceso simultaneo de policondensación sol-gel y de polimerización de la parte orgánica (monómero vinílico ó acrílico con grupos OH), de forma que los grupos –OH del monómero orgánico participen también en el proceso de policondensación, hemos conseguido obtener monolitos válidos para su aplicación como láseres de colorante en estado sólido. Se ha llevado a cabo la síntesis y caracterización de nuevas matrices híbridas incorporando pirrometeno 567 como colorante láser (PM567); combinando polímeros de metacrilato de 2-hidroxietilo (HEMA) y copolímeros de HEMA y metacrilato de metilo (MMA) con diferentes proporciones en peso respecto al componente inorgánico (TEOS). Los primeros resultados obtenidos con estos nuevos materiales demuestran que la presencia de pequeñas proporciones de TEOS en copolímeros de p(HEMA/MMA 1/1) aumentan la estabilidad térmica del colorante mejorando significativamente su acción láser. De hecho, algunos de los resultados alcanzados con estos nuevos materiales mejoran, significativamente, las fotoestabilidades alcanzadas para el PM567 incorporado en otras matrices inorgánicas e híbridas, así como en muchas de las matrices orgánicas seleccionadas como hospedadores para este colorante.

[EN] The synthesis of new materials of hybrid character (organic-inorganic) doped with dyes results highly attractive like active medium in solid state laser in which the excellent thermal properties of the inorganic glasses with the excellent optic properties of the polymeric materials could be combined. Through a simultaneous synthesis process of sol-gel policondensation of the inorganic TEOS during the free radical polymerization of the organic part (vinylic or acrylic monomers with OH groups), since the presence of this -OH side groups in the organic monomer can participate in the policondensation process of silanols, hybrids monoliths were able to be obtained as solid-state dye laser matrices. The synthesis and characterization of new hybrid matrices were carried out incorporating pirromethene 567 (PM567) into polymers of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and copolymers of HEMA and methyl methacrylate (MMA) with different weight proportions of the inorganic component, tetraethoxysilane (TEOS). The first results obtained with this new materials are indicave that the addition of low proportions of TEOS into the polymer P(HEMA/MMA 1/1) increases its thermal stability reducing the thermal degradation of the dye and, consequently, improving significantly its laser action. In fact, some of the results achieved with these new materials represent the best photostability reached to date for PM567 incorporated into inorganic and hybrid materials and, taking into account the experimental pumping conditions, improve or at least, compare well, with the lasing properties of the dye embedded in other host polymeric matrices.