吡咯俘精酸酐的光致各向异性研究

将有机光致变色化合物—吡咯取代俘精酸酐掺杂于PMMA中形成薄膜.在紫外光照射下,薄膜由无色态转换为呈色态.用650 nm线偏振激光照射薄膜,在由呈色态转变为无色态时产生光致各向异性.对633 nm的探测光具有正单轴晶体特性,光轴方向平行于激发光振动方向,光致二向色性率(D_⊥-D_∥)可达0.2,光致双折射率(n_∥-n_⊥)可达2×10^-3.实验还测量了光致各向异性与曝光量的特性曲线,发现最佳曝光量为13～20 J/cm²;理论分析了其原因.这些结果为俘精酸酐材料在光信息处理方面的应用提供了实验数据.     

吡咯俘精酸酐的图像光存储特性

对一种新型可用于可擦重写光存储的有机光致变色材料——吡咯俘精酸酐，测定了它的光致变色双稳态吸收光谱，呈色态的吸收峰在635nm，无色态的吸收峰在385nm。利用其双稳态特性，在吡咯俘精酸酐／PMMA薄膜上实现了图像光存储。所存储的图像对比度高，用普通相机在自然光下即可直接读出。在膜上存储的图像在室温下暗处保存6个月未见消退，估计此条件下保存期可以年计。     

吲哚俘精酰胺的偏振全息图像光存储实验研究

在吲哚俘精酰胺/PMMA薄膜上记录了同偏振全息和正交偏振全息图，获得了它们的再现衍射像.实验结果表明：吲哚俘精酰胺具有光致各向异性，可以进行正交偏振全息记录.在偏振全息中，衍射光的偏振方向依赖于物光和再现光的偏振方向，衍射像的噪声主要来源于再现光照射到样品上引起的散射.正交偏振全息可以得到比同偏振全息更高信噪比的衍射像.存储于样品上的全息图在室温下黑暗处至少可以保存五个月而衍射效率无明显下降.结果表明，吲哚俘精酰胺是一种可用于偏振全息的可擦重写记录介质. 关键词： 偏振全息 光致各向异性 俘精酸酐 光致变色     

双色俘精酸酐薄膜的双波长图像光存储

采用两种光致变色俘精酸酐体系化合物[1,2,4-三甲基-5-苯基-3-吡咯甲叉(异丙叉)俘精酸酐和对-N,N-二甲基苯基-2-甲基-3-恶唑甲叉(异丙叉)俘精酸酐]制备了单层双色聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合薄膜感光记录材料。采用双波长(650nm和488nm)图像存储和读出光路,实现了用两种波长在双色复合薄膜的同一位置同时记录两幅图像。当分别用各自对应的波长读出时,两幅图像各自获得了高衬比度,且二者之间的串扰很小,证明了在双色光致变色俘精酸酐材料上进行双波长复用图像光存储的可行性。     

共轭读出法消除光致变色材料全息记录中的相位畸变

采用有机光致变色材料-吲哚俘精酰胺/PMMA薄膜作为可擦写全息记录介质,建立了一种能消除全息光存储中相位畸变的光路.此光路采用参考光的相位共轭光再现全息图,能有效消除物光路中由于光学元件失调和记录材料缺陷引起的相位畸变,是全息光存储中提高再现像像质的一种有用光路.     

双光子辐照下的螺吡喃聚合物薄膜偏振全息光栅记录研究

螺吡喃聚合物薄膜在短波辐照后的曝光灵敏度和偏振敏感性均得到显著提升.基于这一特性,在线偏振的蓝紫光(405nm)伴随下,用两束耦合的绿光(532nm)以s-p的记录模式在螺吡喃掺杂的PMMA聚合物薄膜上构建全息光栅,并通过低功率红光(632.8nm)进行探测.在405nm和532nm双光子共同作用下,衍射效率动力学特性强烈依赖于辅助光功率.研究发现,405nm激光辐照产生了两种作用:一方面为记录光提供了可取向的部花青分子;另一方面,扰乱了532nm激光形成的折射率光栅并降低了部花青分子的转化活性.考虑到光栅随机光场区的部花青分子聚集体的存在,本文建立了包含衍射效率与各分子光响应速率关系的理论模型.实验数据与拟合结果精准吻合,有效地解释了偏振全息记录中螺吡喃与部花青分子相互转化的微观机制.     

菌紫质高密度偏振全息光数据存储实验研究

实验研究了基因改性菌紫质BR_D96N薄膜在不同偏振光记录下的全息存储特性，比较了不同 偏振态记录光和读出光对衍射像光强及信噪比的影响. 实验结果表明，与其他偏振全息记录 相比，正交圆偏振光记录可实现衍射光偏振状态与散射噪声偏振状态的分离，得到高信噪比 的衍射像，同时还具有高的衍射效率. 以 He_Ne 激光器（633nm，3mW）为记录和读出光源 ，用空间光调制器作为数据输入元件，CCD作为数据读出器件，采用傅里叶变换全息记录的 方法，在 BR_D96N 薄膜样品60μm×42μm的面积上进行了正交圆偏振全息数据存储，达到 了2×10⁸bit/cm²的存储面密度，并实现了编码数据的无误读出与 还原. 关键词： 菌紫质 偏振全息 光致变色 光致各向异性 高密度光存储     

准波导结构下染料薄膜的荧光光谱和放大自发辐射光谱特性

通过对RhB/PMMA和Rh6G/PMMA染料薄膜的荧光光谱和放大自发辐射(ASE)光谱的实验测量和理论分析,研究了准波导结构染料薄膜的荧光光谱和ASE光谱特性。实验上采用连续激光和脉冲激光照射,分别测量准波导结构RhB/PMMA和Rh6G/PMMA染料薄膜的荧光光谱和ASE光谱,发现荧光峰和ASE峰随着染料掺杂浓度和薄膜厚度的增加产生红移;理论上考虑准波导结构下薄膜中染料的自吸收效应,类比激光器谐振腔模型,分析低阶导模传输的增益特性,获得了荧光光谱与ASE光谱中荧光峰和ASE峰对应波长与染料掺杂浓度的关系,数值计算与实验测量相吻合。结果表明,准波导结构下薄膜中染料自吸收效应导致荧光峰及ASE峰发生红移,改变染料掺杂浓度,可以在较大调谐范围实现ASE。     

有机聚合物薄膜激光诱导相位孔衍射的实验和理论

实验发现当一束较强的抽运激光(526nm)与一束较弱的探测激光(6328nm)相交通过非线性 介质薄膜(聚吡咯甲烯/聚乙烯醇薄膜)时,在探测光束的远场产生了中心为亮斑,近场中心 为暗斑的多个同心衍射环.从菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式出发,理论分析了产生这种现象 的原因是抽运光在非线性介质中诱导的相位孔对探测光的衍射效应.通过数值积分,计算结 果与实验结果符合. 关键词： 聚合物非线性光学薄膜 抽运-探测 激光诱导衍射     

绿敏全息记录介质的光敏剂合成及性能研究

全息记录介质中光敏剂的用量非常少,但对记录波长的选择起到决定性的作用。针对最常用的532 nm激光器,设计并合成一系列环戊酮类光敏剂,研究它们的光谱特性、敏化引发单体聚合的反应动力学及其在光致聚合物型全息记录介质中的应用性能。结果表明,含有BTMI(2,5-bis(2-（1,3,3-trimethylindolin-2-ylidene）ethylidene)cyclopentanone)的样品具有最优的全息记录性能,在总曝光量为64 mJ/cm²的情况下单光栅衍射效率达到90%,折射率调制度为4.14×10^-4,Bragg光栅选择角的半峰全宽为0.90°。在单个激光脉冲（波长为532 nm,脉宽为150～200 ps,能量密度为25 mJ/cm²）的曝光下,该样品能够获得衍射效率为7%的全息光栅,说明可以实现信息的快速记录。通过配方的优化,BTMI有望应用于制备快速且高密度的全息存储介质。     

新型AgInSbTe相变薄膜的光学及记录性能

利用直流磁控溅射法制备了一种新型AgInSbTe相变薄膜。示差扫描量热(DSC)实验测定的结晶峰温度为193．92℃。X射线衍射(XRD)表明未经热处理的沉积态薄膜是非晶态,而经过200℃热处理,X射线衍射图出现衍射峰,薄膜从非晶态转变到晶态。同时,研究了晶态和非晶态相变薄膜的吸收率、透射率和反射率随波长的变化。测定了650nm激光作用下的相变薄膜的记录性能,分析了记录功率、记录脉宽对薄膜反射率衬比度的影响,在同一记录脉宽条件下,记录功率越大,反射率衬比度也越大;在同一记录功率条件下,随记录脉宽的增加,反射率衬比度也增大。结果表明,新型AgInSbTe相变薄膜在激光作用下具有较高的反射率衬比度,可获得良好的记录性能。     

A comparison of electrochromic properties of sol–gel derived amorphous and nanocrystalline tungsten oxide films

A pristine acetylated peroxotungstate sol with and without 4 wt% of oxalic acid dihydrate (OAD) yielded nanocrystalline and amorphous tungsten oxide (WO₃) films respectively by dip coating technique. Contrary to the expected trend, whereby, the nanostructured 4% OAD film with a triclinic modification should have shown superior electrochromic efficiency, its amorphous 0% OAD counterpart exhibits higher optical modulation and coloration efficiency at photopic wavelengths. This anomalous behavior of the amorphous 0% OAD film was correlated to a higher W⁵⁺ content in its colored state. The colored nanocrystalline 4% OAD film contained a lower proportion of the W⁵⁺ color centers. Under the same level of lithiation, while the 4% OAD film was also constituted by W⁴⁺ states, its 0% OAD counterpart did not contain any 4+ states of tungsten. X-ray photoelectron spectroscopic (XPS) investigations also confirmed that the single peak at ∼1.4 eV in the absorption coefficient–wavelength spectrum of the colored 0% OAD film arises from the small polaronic transitions between the W⁶⁺ and W⁵⁺ states of tungsten whereas the W⁶⁺–W⁵⁺ and the W⁵⁺–W⁴⁺ charge transitions produce two distinct peaks at 1.2 and 1.6 eV in the α–λ spectrum of the colored 4% OAD film. The microstructure of the 4% OAD film, characterized by an interconnected network of nanocrystallites and pores promotes rapid ion insertion and extraction. Therefore, the larger magnitudes of NIR reflectance modulation, diffusion coefficient for lithium, electrochemical activity and faster color–bleach kinetics observed for the 4% OAD film, are a direct consequence of its structure. Band gap widening upon lithium insertion observed for both films, is a repercussion of Burstein–Moss effect and structural changes that occur upon coloration.     

Effects of 1064 nm laser on the structural and optical properties of nanostructured TiO2 thin film

TiO₂ thin film has been widely used as photoelectrode in dye-sensitized solar cells. It can also be used in quantum dot synthesized solar cells. Study of its effects in different spectrum of light is important for its use in solar cells. We have reported effects of 1064 nm laser on the surface morphology, structural and optical properties of nanostructured TiO₂ thin film deposited on glass substrates using sol-gel spin coating technique. Q-Switched Nd:YAG pulsed laser at various power densities is used in this study. Surface morphology of the film is investigated using X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy technique. The XRD pattern of as deposited TiO₂ thin film is amorphous and after laser exposure it became TiO₂ anatase structure. Atomic force microscopy of the crystalline TiO₂ thin film shows that the grain size increases by increasing laser power density. The calculations of the band gap are carried out from UV/Visible spectroscopy measurements with JASCO spectrometer. For laser power density of 25 MW/cm² there is an increase in the transmission and it decreases at the value of 38 MW/cm² and band gap decreases with increasing laser power density. Photoluminescence spectra of the crystalline TiO₂ thin film indicate two broad peaks in the range of 415 and 463 nm, one for band gap peak (415 nm) and other for oxygen defect during film deposition process.     

HfO_2单层膜的吸收和激光损伤阈值测试

薄膜吸收是降低膜层激光损伤阈值的重要原因,为了研究薄膜吸收对激光损伤阈值的影响,对HfO2单层膜在1 064 nm处的吸收及其在不同波长激光辐照下的损伤阈值进行了测试和分析。研究结果表明:薄膜的激光损伤阈值由薄膜吸收平均值(决定于薄膜中缺陷的种类和数量)和吸收均匀性(决定于薄膜中缺陷的分布)共同决定;根据HfO2单层膜在1064 nm波长处的吸收值,不但可以定性判断薄膜在1 064 nm波长,而且还可以判断在其它波长激光辐照下的抗激光损伤能力。     

宽带输出PM580掺杂聚甲基丙烯酸甲酯固体染料激光器研究

采用高效激光染料PM580作为掺杂物质,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为基质,在对固体染料光谱特性研究的基础上,重点研究了调Q倍频Nd:YAG抽运下不同染料掺杂浓度的固体染料激光输出特性.研究结果表明掺杂浓度对输出激光波长影响明显,随着掺杂浓度的增加,激光输出波长红移,从激光增益出发,对该现象给出了理论解释.掺杂浓度对激光转化效率也有影响,当掺杂浓度为2×10^－4mol/L时,获得染料激光输出斜率效率最高达53.8%,抽运能量410mJ时,获得染料激光输出220mJ,激光带宽～8nm 关键词： 固体染料 宽带染料激光 PM580 聚甲基丙烯酸甲酯     

Hologram multiplexing in acrylamide hydrophilic photopolymers

Unslanted diffraction gratings are recorded in a 900 μm thick acrylamide photopolymer by means of peristrophic multiplexing. A solid state Nd:YAG (λ = 532 nm) laser is used as the recording beam, with a total incident intensity of 5 mW/cm², and a He-Ne laser as the reconstruction beam. The dye concentration in the photopolymer is optimized so that it does not limit the dynamic range. Nine holograms are recorded using constant exposure time scheduling and variable exposure time scheduling. From the results obtained it may be deduced that optimization of the dye allows us to work in the linear response region of the photopolymer and at the same time obtain high values of diffraction efficiency for each hologram. An exponential increase in exposure time as the number of holograms increases enables the values of diffraction efficiency to be homogenized with regard to the case of constant exposure scheduling. In this way, better use is made of the dynamic range of acrylamide hydrophilic photopolymer.     

具有窄光致发光谱的纳米Si晶薄膜的激光烧蚀制备

采用XeCl脉冲准分子激光器，在10Pa的Ar气环境下，烧蚀高阻单晶Si靶，分别在距靶3cm的玻璃和单晶Si衬底上制备了纳米Si薄膜. 相应的Raman谱和x射线衍射谱均证实了薄膜中纳米Si晶粒的形成. 扫描电子显微镜图像显示，所形成的薄膜呈均匀的纳米Si晶粒镶嵌结构. 相应的光致发光峰位出现在599nm，峰值半高宽为56nm，与相同参数下以He气为缓冲气体的结果相比，具有较窄的光致发光谱，并显示出谱峰蓝移现象. 关键词： 纳米Si晶粒 脉冲激光烧蚀 薄膜形貌 光致发光     

紫外光下纳米TiO2薄膜亲水性机理的电化学研究

利用溶胶 凝胶方法在透明导电玻璃ITO (SnO2 ∶In)表面制备纳米TiO2 薄膜 ,XRD谱图表明TiO2 是锐钛矿晶型 ,AFM (Atomic Force Microscope)测得薄膜表面粒子约为 10 0nm .研究了ITO表面纳米TiO2 薄膜的光致亲水性变化 .通过循环伏安技术测定TiO2 薄膜电极在 2 5 3.7nm的紫外光照射后的电化学行为推测光致亲水性机理 .发现在紫外光照射一定时间后 ,TiO2 薄膜电极的循环伏安图在 +0 .0 35V处出现新的氧化峰 ;且随光照时间的增加 ,氧化峰的峰电流增大 ,溶液中的溶解氧对峰电流的大小有明显影响 .实验表明 ,在紫外光照下电极表面有Ti3 + 产生 ,证实了TiO2 薄膜的光致亲水性转变过程与Ti3 + 的生成导致的表面结构变化有关