光致聚合物材料中各组分对光聚合速度的影响及其在全息存储中的应用实验

本文研究了光敏剂、光引发剂、光促进剂、单体及高分子成膜树脂等成份对全息光致聚合物薄膜光存储性能的影响.在一定范围内,材料中光引发剂浓度的提高使光聚合速度显著增加,链转移剂浓度则存在一个最佳的相对浓度.适当地增加液态辅助单体含量及其所含双键官能团的数目,会明显增加光聚合速度.在聚醋酸乙烯酯薄膜中单体聚合速度明显优于在醋酸纤维素中的速度,所制备的光致聚合物材料实现了同一位置的多幅全息图像的存储和再现,表明了该材料有用于大容量全息存储的可能.     

新型全息用光致聚合物的研究

研制了一种新型全息用光致聚合物材料,其成膜树脂为胺固化环氧体系,全息记录组分为光引发自由基聚合体系.用新合成的高效光敏染料DEAMC做光敏剂,通过配方调整,制备了一系列的样片,以457 nm的蓝光为记录光,632.8 nm的红光为探针光,研究了样片的衍射效率、灵敏度、折射率调制度等全息性能.结果表明,通过调整材料的配方组成、各组分的含量及样片的膜厚等因素,可以优化样片的全息性能.对样片的信噪比损失(LSNR)测试结果表明,在全息存储的曝光量范围内对样片曝光引起的图像信噪比损失仅有0.40 dB,说明样片的光学质量高,在全息存储上将具有很好的应用前景.     

含氟丙烯酸酯光致聚合物的全息特性研究

提高记录单体在成膜物中的迁移速率,加大记录单体与成膜物的折射率差,可以实现光致聚合物的折射率空间调制最大化.本工作以高折射率的超支化聚酯(折射率1.586)为成膜树脂,利用超支化聚合物分子结构疏松、便于小分子在其间扩散的特性,同时以低折射率的单官能团含氟丙烯酸酯(折射率1.372)和高活性的双官能团丙烯酸酯(折射率1.457)为记录单体制备了光致聚合物全息膜,以衍射效率为指标优化单体构成和全息膜的厚度,研究了该全息膜的衍射效率、空间分辨率、折射率调制度等性能.该光致聚合物全息材料的折射率调制度为4.82×10^-3,衍射效率达到99.4%,在空间分辨率3750 lp/mm的衍射效率仍然达到85.6%,感光灵敏度56 mJ/cm².     

一种高质量的红敏光致全息记录材料的优化

应用全息技术的快速发展被有限的材料所限制,理想的全息记录材料应表现出理想的材料性能,如：高的灵敏度,高的分辨率,宽的广谱响应,高的相调制能力,好的环境稳定性,工艺过程和后处理方法容易又节约时间,但现在很少材料能够同时具有这些性能。重铬酸钾明胶有好的全息图     

全息用光致聚合物中双单体组分对材料性能的影响

本文研究了薄膜型光致聚合物材料中双单体(2-苯氧基乙基丙烯酸酯和N-乙烯基咔唑)的不同配比对材料聚合效率的影响.用红外光谱测定了双组分单体在固体薄膜中光反应条件下的竟聚率,分析了双组分单体在全息记录过程中的聚合情况.针对同一点多角度复用的大容量存储要求,提出了双单体薄膜型光致聚合物的理想模型.初步测定了不同摩尔配比条件下材料的全息存储性能,分析了其中的影响因素.     

用于制备全息光波导的光致聚合物的研究进展

全息光波导具有体积小、重量轻、成像清晰、设计灵活、可为使用者提供较大的眼动范围等诸多优势,是头戴式增强现实显示器(HMD-AR)中最实用的波导耦合技术.为提升HMD-AR系统的成像能力,扩大其视场范围,作为耦入和耦出元件的体全息光栅(VHG)须具有高的折射率调制度(Δn).光致聚合物是制造高性能透明VHG材料中最有潜力的一种记录介质.本综述介绍了HMD-AR中全息光波导的工作原理和光致聚合物VHG的制备原理,梳理了近期该领域中光致聚合物的研究进展,归纳总结了光致聚合物配方中的光引发体系、成膜树脂、记录单体和纳米粒子等添加剂以及记录介质的后处理方式对其全息光学性能的影响,以期为设计新组分、研发Δn更高的记录介质、制备性能更优的HMD-AR提供指导.     

红敏光致聚合物全息记录材料噪声研究

本文从几个不同的方面研究了明胶全息记录材料体系(PPG)产生噪声的原因,并研究了单体丙烯酰胺(Am)与交联剂亚甲基双丙烯酰胺(B.Am)浓度比值、三乙醇胺(TEA)浓度、曝光量、后处理条件等对噪声的影响.结果表明:单体/交联剂比例为30:1时,体系噪声有所降低.三乙醇胺浓度对体系噪声影响较大,适宜浓度为1%.后处理工艺中,水洗温度对噪声有直接影响,最佳温度为28℃.     

基于液晶聚合物的光致形变复合材料

可变形液晶聚合物是近年来的研究热点,它们在人造肌肉、软机器人和智能光学设备等智能软系统的开发中表现出巨大潜力。然而,传统热响应液晶聚合物的应用通常受到聚合物基体的低热导率以及对外部加热装置高度依赖性的限制。相比之下,光控方法具有许多优点,包括具有非接触式、远程原位以及精确操纵的能力,这有助于开发各种不受限制且可远程操作的智能软器件。最近,通过引入有机或无机光响应组分作为功能添加剂来开发光控可变形液晶聚合物有许多重要进展。其中,通过功能模块、液晶相和聚合物基质之间的相互作用,所引入组分的多种功能可以与液晶聚合物的定向变形行为相结合。本文将重点介绍掺入光敏有机染料或无机纳米组分的可光操作液晶聚合物复合体系的设计策略、制造方法和工作原理,并简要总结它们可能的应用和未来的发展。     

偶氮苯聚合物膜的光致高密度存储及其三维微结构的研究

设计、合成及表征了一种偶氮苯聚合物(PGMAA-20)。研究了该偶氮苯聚合物薄膜中的高密度光学存储和三维微结构,并成功地将20套光栅储存在样品中同一个点上,储存密度是已报道的两倍;用简单的2波混频光路在该材料中刻写出长方格子和六角星型的微结构,在制作多重不同周期不同角度的高密度光栅结构的实验过程中,观察到不同周期光栅的刻写顺序对整个微结构形成的最终结果具有决定性的影响。     

全息聚合物分散液晶的结构调控与性能

全息聚合物分散液晶(HPDLCs)是由富聚合物相与富液晶相周期性排列而成的结构有序高分子复合材料.HPDLCs通过单体/液晶复合体系的光聚合诱导相分离而形成,如何调控并定量化描述复合体系的光聚合反应动力学、凝胶化行为和相分离程度,进而获得结构规整、电光性能优异的HPDLCs是关键难题.专论概述了光引发体系、单体结构、纳米无机材料掺杂对HPDLCs结构及性能的影响.光引发阻聚剂通过引发和阻聚的竞争与协同,降低了光聚合反应速率、延迟了凝胶时间,促进形成衍射效率达90%的HPDLCs.超支化单体降低了复合体系黏度和光聚合反应速率,延迟了凝胶时间,促使形成衍射效率达94%、具有一维光子晶体结构的HPDLCs.丙烯酰胺单体优化了相分离结构,将HPDLCs的衍射效率提升至98%.纳米硫化锌掺杂在保持规整结构和高衍射效率的同时,大幅降低了HPDLCs的驱动电压.研究还确定了HPDLCs的相分离程度与凝胶时间的函数关系.构建兼具高衍射效率与低驱动电压的HPDLCs,推进其在彩色3D图像存储等领域的应用仍是重要课题.     

Phenanthraquinone-Doped Polymethyl Methacrylate Photopolymer for Holographic Recording

Phenanthraquinone-doped polymethyl methacrylate (PQ/PMMA) photopolymers are considered to be the most promising holographic storage media due to their unique properties, such as high stability, a simple preparation process, low price, and volumetric shrinkage. This paper reviews the development process of PQ/PMMA photopolymers from inception to the present, summarizes the process, and looks at the development potential of PQ/PMMA in practical applications.     

Photopolymer for Optical Holography and Holographic Interferometry

Summary: In our laboratory, we have continued in experimental study of acrylamide-based photopolymer recording material. Our exposition and detection setup was used for real-time measurements of a diffraction grating formation process. Based on the results of our measurements, the chemical composition of the material was modified to increase sensitivity, value of refractive index modulation and stability of the formed structure. Recently, the material has been successfully applied to holographic interferometry.     

The Experimental Study of Acrylamide Based Photopolymer Recording Materials for Applications in Optical Holography

Summary: The photopolymer recording material based on acrylamide monomer has been experimentally studied. After illumination with an interference field, the photopolymerization process is initiated and a diffraction grating is formed in real-time. The performance of the material depends on its chemical composition and recording parameters. Due to its self-developing characteristics, the real-time measurement of hologram formation is used for detection of the recording process. From the measurement, properties of the material can be determined and optimized for different holographic applications.     

多维度信息记录与再现技术的进展

随着信息技术的高速发展和大数据时代的到来,有效存储和管理海量数据的要求对数据存储技术提出了严峻挑战。光存储技术在能耗、容量、成本、寿命、安全等方面的优势,使其正逐渐成为未来数据存储的主流技术。本文围绕光存储技术的维度展开论述,纵向介绍了几种常用的光存储技术。目前以光盘为代表的二维面存储技术,存储容量已接近其理论存储极限（23.5 GB/disc）;以双光子吸收技术、全息存储技术为代表的三维体存储技术,其存储容量相较二维存储技术提升了2~4个数量级;五维存储技术进一步扩展了数据存储的维度。可以预见,未来光存储技术会在大存储容量、超高存取速度、高性能存储材料、多维度存储技术等方面取得突破和进展。     

Accessible and Cost-Effective Method of PDMS Microdevices Fabrication Using a Reusable Photopolymer Mold

This work describes a novel and cost-effective method of polydimethylsiloxane (PDMS) microchips fabrication by using a printing plate photopolymer called Flexcel as a master mold (Fmold). This method has demonstrated the ability to generate multiple devices from a single master, reaching a minimum channel size of 25 μm, structures height ranging from 53 to 1500 μm and achieving dimensions of 1270 × 2062 mm², which are larger than those obtained by the known techniques to date. Scanning electron microscopy, atomic force microscopy, and profilometry techniques have been employed to characterize the Fmold and PDMS replicas. The results showed high replication fidelity of Fmold to the PDMS replica. Furthermore, it was proved the reusability of the Fmold. In our study, up to 50 PDMS replicas have been fabricated without apparent degradation of the mold. The feasibility of the resulting PDMS replica was effectively demonstrated using a microfluidic device for enhanced oil recovery analysis. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2018 , 56, 1433–1442