光致变色二芳基乙烯抗疲劳特性实验研究

提出了一种简单直观的方法研究光致变色材料二芳基乙烯/PMMA膜的抗疲劳特性.通过测量样品在漂白和呈色过程中探测光的透过率,分析该样品光致变色过程的最佳曝光量,在此基础上测量样品的抗疲劳特性.结果显示:在漂白和呈色过程中,激发红光和紫光的最佳曝光量为分别为1 900 J/cm2和600 mJ/cm2,表明该材料对红光不敏感,对紫光比较敏感.定义漂白-呈色过程中,探测光透过率稳定值差下降为第一次循环的50%时样品已经疲劳.通过交替的漂白-呈色循环,测得这种二芳基乙烯材料的擦写次数为27次.     

二芳基乙烯光致各向异性动态特性研究

建立了光致变色二芳基乙烯样品光致各向异性动力学的理论模型.计算了在线偏振光激发下,二芳基乙烯分子数密度、光致二向色性和光致双折射随时间(曝光量)的动态变化曲线.结果表明,随着激发曝光量的增加,二芳基乙烯呈色态分子数密度不断下降直至饱和,光致各向异性随曝光量增加先增加,达到最大之后开始下降,最佳曝光量为260J/cm².利用正交偏振检测方法测量了反映材料各向异性的探测光透过率动力学曲线,并与理论计算结果进行了比较,二者基本相符. 关键词： 光致各向异性 二芳基乙烯 动态特性 最佳曝光量     

可擦写俘精酸酐/PMMA薄膜的全息记录特性研究

对一种新型可擦写有机光致变色材料-吡咯俘精酸酐的光全息记录特性进行了实验研究.用涂布法制成厚度约10 μm 的吡咯俘精酸酐/PMMA聚合物薄膜.样品无色态吸收峰在373 nm处,经紫外光照射发色后,变为呈色态,其吸收峰移动到626 nm处,呈色态在氦氖激光照射下可以重返为无色态.无色态和呈色态在室温下都是稳定的.以呈色态吡咯俘精酸酐/PMMA薄膜作为记录材料,以氦氖激光作为记录光,分别建立了双光束干涉衍射记录装置和四波耦合实验系统.实验测得该薄膜的空间分辨率至少可以达到1680 lines/mm,一级衍射效率大于2%,全息记录中的最佳曝光量约为1 J/cm².实验测量了衍射效率与曝光量的特性曲线,分析了衍射光强度和光斑模式随曝光时间的变化关系.     

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.     

辅助紫光提高菌紫质全息衍射效率的实验和理论研究

由于菌紫质样品的饱和吸收特性，在全息记录中，当记录光强大于样品的饱和光强时，全息光栅透过率随记录光相位差的分布远离余弦型，因此衍射效率的稳定值很低.菌紫质样品在红光和紫光共同作用下存在着双光束互补抑制效应，紫光可以抑制红光的透过率，提高红光的饱和光强，使记录区域由非线性区移至线性区，从而使全息光栅透过率随记录光相位差的分布变为余弦型，可以有效地提高全息衍射效率.实验证明，辅助紫光大大提高了菌紫质样品全息衍射效率的稳定值.根据此原理，建立了三光束全息光存储系统，在红光记录全息图的同时加入辅助紫光，可以使全息图衍射效率及衍射像的像质得到提高. 关键词： 菌紫质 全息存储 衍射效率 饱和吸收     

光致变色菌紫质薄膜的动态光学响应特性

用二能级光致变色模型,理论分析了菌紫质薄膜在570nm单光束和570nm与412nm双光束作用下光致变色的动态光学响应特性.计算表明,M态寿命越长,入射光强越大,则透过光的响应越快,入射光透过率饱和值越大.在双光束的作用下,可以用570nm的黄光调制412nm紫光的透射光强,实现以光控光操作.根据计算结果分析了bR膜在运动探测应用中的特点.     

紫光至红光敏感的多波长复用全息存储材料

制备了一种对紫光至红光波段敏感的光致聚合物全息存储材料,用476 nm、488 nm、496 nm、514.5 nm及632.8 nm五种波长曝光对其进行光全息性能的研究.研究表明,该材料在各种波长下的最大衍射效率均不低于45%,曝光灵敏度大于4.22×10－3 cm2·mJ－1,折射率调制度高于1.62×10－4,光栅频率接近3 000 lp/mm等.     

菌紫质薄膜光致折射率变化的理论计算和实验测量

基因改性细菌视紫红质BR-D96N由于M态寿命的延长而具有显著的光致变色特性.根据Kramers-Kronig变换关系,样品吸收光谱的变化会引起样品折射率的变化.本文首先从实验上测量了BR-D96N薄膜样品在光激发前后的吸收光谱,然后根据Kramers-Kronig变换关系,理论计算了对应此光致变色光谱变化的光致折射率变化光谱.实验上为了直接测量样品的光致折射率变化,采用Michelson干涉方法测量BR-D96N薄膜在不同探测波长下的光致折射率变化量,并与理论计算曲线进行了比较.     

菌紫质光致变色吸收特性的二能级理论研究

采用二能级模型(B态和M态)简化菌紫质(bR)光循环过程,建立了菌紫质光致变色吸收特性的数学方程,数值计算了bR膜对570nm单光束和对570nm与412nm双光束的吸收特性.计算表明,bR膜的光吸收特性与入射光波长、入射光强、摩尔消光系数、光密度和M态寿命有很大的关系.bR膜用于光存储时,读出光强和M态寿命是影响bR读出使用时间的两个重要因素.570nm与412nm双光束作用于bR膜时,可以实现以光控光操作,但由于570nm黄光的透过动态范围要比412nm紫光的透过动态范围大得多,因而在实际应用中应以黄光作为信息光,紫光作为控制光.基于bR膜对黄、紫光束的吸收特性,可以将其应用于亮背景滤除、反象器、图象相减、光寻址空间光调制器等光信息处理领域.     

基于冷里德堡原子电磁感应透明的微波电场测量

在磁光阱中利用冷原子温度低,多普勒展宽小的优势获得了窄线宽的里德堡电磁感应透明(EIT)谱峰,结合Autler-Townes分裂效应(EIT-AT分裂)分别测量了多个频率的微波电场强度.结果显示,EIT-AT分裂间距与微波电场强度呈很好的线性关系,EIT-AT分裂方法可测量的微波电场强度线性区的下限可达222μV/cm,这个下限比传统热原子蒸汽池中EIT-AT分裂线性区的下限5 mV/cm提高了大约22倍,这对极弱微波电场的绝对校准非常有帮助.我们进一步利用EIT共振处探测光透过率的变化测量微波电场强度,对应的最小测量值可以小于1μV/cm,相应的灵敏度可达到1μV·cm^-1.Hz^-1/2.这些结果展示了冷原子样品在微波电场测量及其绝对校准方面的优势.     

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