记录方式对光致聚合物中全息光栅形成过程的影响

根据光致聚合物记录机理,研究了不同记录方式对光栅衍射效率的影响.对已有的光致聚合物光栅形成的一阶扩散模型进行简化,求解出全息曝光、暗增长、均匀后曝光过程对应的折射率调制度的解析式.应用所得解析结果,对三种记录方式在不同光强下的折射率调制度动态进行数值模拟.采用蓝敏光致聚合物,分别在4 mW/cm~2和2 mW/cm~2光强下应用不同方式记录光栅,结果表明:如果曝光光强较高,暗增长的记录方式将获得相对高的饱和折射率调制度,而均匀后曝光会加速达到饱和的进程.     

全息存储用光致聚合物材料的暗增长现象研究

根据光致聚合物中光栅形成机制,应用数学模型与实验相结合的方法,研究了一种新型光致聚合物在全息记录中的暗增长现象.研究表明,应用不同写入光强使衍射效率达到相同的饱和程度后,前期的写入光较弱则对应后期的暗增长程度较强.为了利用暗增长过程提高衍射效率,设计并实施了非连续曝光实验,使曝光与暗增长过程交替进行.并且通过暗增长过程的实验数据拟合出该材料的扩散时间常量为21 s,据此设定非连续曝光的周期.结果表明,相同记录条件下,非连续曝光比连续曝光可以获得更高的衍射效率.     

在光致聚合物中采用脉冲激光记录全息图的记录条件研究

在蓝绿敏光致聚合物材料中,用532 nm激光器作为光源,在等光强不同重复频率和等重复频率不同光强条件下分别进行全息记录,用红光进行动态读出,获得两种记录条件下的衍射效率曲线.实验结果表明,在近连续脉冲光下进行全息记录时,较低重复频率和较低光强的脉冲激光能够明显提高光致聚合物光栅的最高衍射效率,通过优化脉冲激光的重复频率和平均光强,可以在材料中记录衍射效率最高的全息图.     

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。     

光致聚合物全混洗光互连全息元件的制备

采用只对红光敏感的光致聚合物全息干版通过 Ｈｅ－Ｎｅ ６３２ｎｍ激光波长两次掩膜曝光,在面积为３０ｍｍ × ６０ｍｍ的全息干版上制备出全息光学元件,并成功地用于全混洗光学互连的实验演示。全息光学元件的衍射效率为 ４０～ ５２％。     

光热折变体光栅变波长读出特性及稳定性研究

光热折变体光栅是在光敏玻璃材料中利用光热折变效应记录的折射率型体全息光栅,具有波长和角度选择性好、衍射效率高、热稳定性好和抗损伤阈值高等特点,在激光器技术领域中具有独特的优势。在自行制备的光敏玻璃材料中,用325nm波长的紫外光曝光记录透射型体全息光栅,基于变波长读出的原理设计实验,对热显影后的光热折变体光栅在532nm波长的激光照射下的衍射读出特性以及其在恒定光功率密度的激光照射下的稳定性进行了实验研究。研究结果表明,热显影后的光热折变体光栅在激光辐照下具有光致饱和效应。根据实验结果定量计算出了光热折变体光栅的选择角和描述光致饱和效应的特征时间常数。     

含双引发剂的光致聚合物全息特性研究

制备了一种三乙醇胺与N-苯基苷氨酸为共同引发剂的丙烯酰胺基光致聚合物全息存储材料,并用He-Ne 激光器633 nm波长的光对样品进行曝光测试.实验表明,与单引发剂的光致聚合物相比,薄膜的质量有一定的提高,在曝光灵敏度变化不大的情况下,衍射效率有很大提高.优化两种引发剂浓度后,此种共同引发的光致聚合物材料呈现的衍射效率达到54%,曝光灵敏度为1.85×10－2cm2/mJ.还研究了此种光致聚合物的透过率随曝光时间和曝光强度的变化,说明此种光致聚合物材料内部均匀性好,对光的散射小.     

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.     

吖啶橙敏化的光致聚合物及其数字全息存储研究

制备了一种吖啶橙敏化的光致聚合物材料,并研究了材料的全息特性.用Ar+激光器三种波长的光对材料进行记录.结果表明,该材料具有较高的衍射效率、较高的曝光灵敏度和较大的折射率调制度,最大衍射效率均大于40%.将计算机二进制文件经过编码生成的二值图像存入样品,其再现图像较为清晰,译码后能够准确地还原出原文,表明该光致聚合物适合数字全息存储.     

吖啶橙敏化的光致聚合物及其数字全息存储研究

制备了一种吖啶橙敏化的光致聚合物材料,并研究了材料的全息特性.用Ar+激光器三种波长的光对材料进行记录.结果表明,该材料具有较高的衍射效率、较高的曝光灵敏度和较大的折射率调制度,最大衍射效率均大于40%.将计算机二进制文件经过编码生成的二值图像存入样品,其再现图像较为清晰,译码后能够准确地还原出原文,表明该光致聚合物适合数字全息存储.     

新型聚偶氮苯取向增强光折变效应及全息存储

合成了新型偶氮分子偶氮二苯胺ADPA(Azo-diphenylamine),将其掺入聚乙烯咔唑Poly(N-Vinylcarba-zole)(PVK)和聚丙烯丁酯(Poly-butylacrylate)(PBA)的聚合物(PVK-PBA)以及三硝基芴酮2,4,7-trinitro-9-flu-orenone(TNF)聚合制成薄膜器件。结果表明掺杂偶氮苯聚合物薄膜在非共振吸收下具有强的光致取向增强光折变效应。光致折射率变化值Δn达到1.3×10-3以上。样品在两相干光束作用下,可建立光折射率光栅,其衍射效率可超过30%,实现了光全息存储。讨论了影响折射率光栅的因素,并对全息存储相关结果形成的机制进行了分析。     

金纳米颗粒掺杂光致聚合物的体全息混合光栅模型

金纳米颗粒掺杂光致聚合物在全息曝光过程中,光产物周期分布会形成折射率调制相位型主光栅,同时金纳米颗粒周期分布形成由局域表面等离子体共振引起强吸收的振幅型辅助光栅。研究基于耦合波理论的一种混合光栅模型,分析了光栅的体全息光学特性。结果表明,混合光栅中的折射率光栅和吸收光栅都能够提升体光栅的衍射效率; 体光栅的角度选择性也可以得到明显的改善。     

曝光系统离焦对平面全息光栅衍射波前的影响

波前像差是衍射光栅的重要技术指标，它直接影响光栅的分辨率。由光致刻蚀剂记录两束相干光干涉条纹是制作全息光栅的关键步骤。为了提高全息光栅曝光系统调整精度、减小离焦、降低光栅的衍射波前像差，从离焦对反射球面准直镜的准直光平行度的影响程度出发，分析了准直光平行度对全息光栅衍射波前像差的影响。理论分析和数值模拟结果表明，准直镜调整误差直接决定全息光栅衍射波前像差大小。以3种不同刻线密度光栅为例，得出了准直镜调整误差的允许变化范围。     

掺杂修饰与未修饰Fe_3O_4纳米粒子的光致聚合物全息性能

制备了未修饰以及用柠檬酸钠修饰的两种磁性Fe3O4纳米粒子,并研究了将其掺入到有机光致聚合物中的全息性能,阐述了形成光栅的双扩散原理及抗皱原因.研究表明:掺入这两种纳米粒子后,材料的全息性能均有所提高,但掺入修饰后纳米粒子的全息性能更为突出,衍射效率可达90%,空间折射率调制度达2.14×10-3,缩皱率降低至0.8%,说明经柠檬酸钠修饰后的Fe3O4纳米粒子更有利于提高光致聚合物的全息性能.     

含氟红敏光致聚合物全息材料的组成优化

用低折射率的含氟共聚物为光致聚合物全息材料的成膜物,以增加全息记录材料折射率的空间可调制程度。用溶液聚合法合成了低折射率的水溶性甲基丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯-甲基丙烯酸共聚物(折射率为1.441),以该共聚物为成膜物质,丙烯酰胺为单体、亚甲基蓝为光敏染料、三乙醇胺为引发剂配制了光致聚合物薄膜;经过对光致聚合物组成构成的优化,在空间分辨力为1580lp/mm时,光致聚合物薄膜的灵敏度约为19 mJ/cm2,衍射效率可达93%,两者均优于以聚乙烯醇(PVA)为成膜物质的光致聚合物材料。     

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.     

新型绿光敏感光致聚合物高密度全息存储特性

用实验方法研究了一种新合成的绿光敏感光致聚合物的高密度全息存储性质.结果表明该种光致聚合物具有较高的衍射效率、大的动态范围和折射率调制度,适合做高密度数字全息存储的记录材料,但材料的灵敏度需要提高,同时读出过程必须考虑曝光过程所导致的布拉格偏移;利用角度复用技术在样品的同一位置记录了20个数字化数据信息页,存储密度达到0.125GBcm3,平均误码率达到5.15×10 关键词： 光致聚合物 高密度数字全息存储 布拉格偏移     

碱性品红光致聚合物薄膜的光致光衍射

本文研究了全息存储实验中以波长532 nm的半导体激光器作为记录和读出光源,碱性品红作为光敏剂的丙烯酰胺基光致聚合物薄膜的光致光衍射现 象.它可以考虑为透过全息干涉条纹的原始入射光和反射光,与来自光聚物中未曝光的不均匀表面和内部的散射光四波混频的结果.根据简并四波混频理论中的位相匹配条件对双光束全息写入时产生的衍射光锥,以及单光束辐照复现时产生的衍射光锥现象分别做出了理论解释;并且利用全息散射理论结合三角学知识对入射光的入射角与衍射光锥的锥角的依赖关系进行了深入讨论. 关键词： 全息 光致聚合物 衍射光锥 碱性品红     

偏振全息光栅衍射光场的理论分析

利用介质的光致各向异性和可记录偏振全息光栅,从偏振全息的透射琼斯矩阵出发,运用傅里叶展开法,对记录光不同的偏振态组合情况下,衍射光场的可能出现的衍射级次及其偏振特性进行了理论分析.并以甲基橙掺杂聚乙烯醇膜为例,对各阶衍射光的衍射效率进行了理论计算.     

偏振全息光栅衍射光场的理论分析

利用介质的光致各向异性和可记录偏振全息光栅,从偏振全息的透射琼斯矩阵出发,运用傅里叶展开法,对记录光不同的偏振态组合情况下,衍射光场的可能出现的衍射级次及其偏振特性进行了理论分析.并以甲基橙掺杂聚乙烯醇膜为例,对各阶衍射光的衍射效率进行了理论计算.