一种红敏光致聚合物全息特性的研究

为了研究以丙烯酸和N,N'-亚甲基双丙稀酰胺共同作为单体的厚约180μm的光致聚合物材料的全息特性,采用记录透射型衍射光栅和进行数字全息存储实验的方法,获得了较为理想的实验结果。结果表明,该光致聚合物材料呈现出较高的衍射效率(大于40%)及较高的灵敏度(约0.01cm2/mJ),且衍射效率达最大后趋于稳定,说明所制的样品均匀性很好,在其中所记录的衍射光栅处于较为稳定的状态,未出现过调制现象及明显的噪音光栅。根据该光致聚合物材料的布喇格偏移,得出样品厚度缩皱百分比约为1.7%;并在所制的样品内进行了数字全息存储,再现图像清晰,误码率约为5.3×10-4。说明该光致聚合物适合数字全息存储。     

双染料敏化的光致聚合物全息特性研究

报道了一种新型、双染料共同敏化的光致聚合物材料,该材料以丙稀酰胺和双丙稀酰胺作为单体,聚乙烯醇为聚合物基质,两种染料曙红Y和亚甲基蓝作为光引发剂.实验结果表明,该材料在四种波长的激光照射下,其最大衍射效率均不低于25%,最大可达54.8%.通过采用多波长存储技术,分别利用四种不同波长的光在该聚合物膜上同一位置存储了四幅不同的图像,取得一定的效果.     

绿敏聚乙烯醇/丙烯酰胺体系光致聚合物的配方优化及全息存储特性

采用低分子量成膜剂、补充单体及多种光敏剂,开展了绿敏聚乙烯醇/丙烯酰胺体系光致聚合物的吸收光谱测试、染料浓度及膜层厚度优化研究,获得了高衍射效率及感光灵敏度的绿敏光致聚合物全息记录材料.实验仅需20 mJ/cm2的曝光量即可获得82%的衍射效率,最大衍射效率可达92%以上.测试了该材料的角度选择性,对应的布拉格选择角宽度约为0.57°;开展了角度复用和空间复用全息存储实验,获得了清晰明亮的全息存储样品.     

光致聚合物材料中引发剂浓度的优化和全息存储性能研究

报道了一种新型的对绿光敏感的光致聚合物材料。该材料以丙烯酰胺为单体,由光引发剂、共引发剂、成膜物等组成。本材料记录的全息图衍射效率可达50％以上,对材料中染料浓度的优化实验发现其有一个最佳值。在光聚物介质上能够记录信噪比较高的图像。说明该材料适合于大容量体全息存储。     

新型非水溶性绿敏光致聚合物全息材料的研究

介绍了一种非水溶性的绿敏光致聚合物全息记录材料.该材料由复合单体(固态NVC,液态POEA)、复合光敏剂、光引发剂、链转移剂等成分组成,有后处理简单,灵敏度高,耐热性与防水性均良好等特点.本材料上存储图像,当再现时图像清晰,信噪比高,说明该材料适合高密度光全息存储能,并可应用于制作波分复用器,光学元器件等.     

新型双波长非水溶性光致聚合物全息特性研究

报道了一种新型、双染料共同敏化的非水溶性光致聚合物全息记录材料。该材料由复合单体、复合光敏剂、复合引发剂、链转移剂及成膜物等成分组成,具有防潮、后处理简单、分辨率高、体积收缩小及耐高温等特点。材料能够同时对红、绿光敏感,对两种光的衍射效率均不低于75%,灵敏度均不低于0.025cm2/mJ。存储结果显示,再现图像清晰明亮,信噪比高,说明该光致聚合物具有较好的存储性能,适合双波长复用全息存储。     

绿敏光致聚合物的脉冲全息记录性能增强研究

对绿敏聚乙烯醇／丙烯酰胺体系的光致聚合物材料开展了光敏剂浓度、单脉冲能量密度、脉冲重复频率、非相干光预曝光等参数优化及脉冲全息记录性能增强研究,发现曙红Y染料浓度为3×10-5w／v时需要310mJ／cm2的曝光量可达到79％的衍射效率,单脉冲能量密度为0．35mJ／cm2时仅需122．5mJ／cm2的曝光量即可获得92％的衍射效率,提高脉冲激光重复频率及采用非相干预曝光对材料的最大衍射效率无明显提高,但可以有效提高材料的感光灵敏度,预曝光量为50mJ／cm2时可将光致聚合物材料的感光灵敏度从105nd／cm2提高到52．5mJ／cm2。     

一种抗湿性丙烯酰胺基光致聚合物及全息特性

全息存储的应用在很大程度上取决于是否有合适的存储材料。光致聚合物作为一种体全息存储材料，具有高的感光灵敏度、高分辨率、高衍射效率及高信噪比，大的动态范围，可用完全干法处理及快速显影，最有可能成为数字全息存储的一次写入型材料。但这种材料受环境影响很大，特别是湿度的影响。在普通实验条件下，材料的可重复性差。当环境湿度过大时，膜极易吸水，致使衍射效率较低，甚至没有衍射效率。     

高衍射效率光致聚合物薄膜中全息记录研究

为了研究新的全息记录介质,本文我们介绍一种基于TMPTA单体的光致聚合物材料。我们已经在该聚合物薄膜样品中成功记录三维实物信息及数字静态视差图像存储等,证明具有良好的全息记录与重建的性能。实验结果表明:该材料在记录角度为26°时,不加电压等任何外部条件下的衍射效率接近90%,并且制作简便、容易保存,作为全息记录介质能够有效地重建出高分辨率,高衍射效率的全息再现像。由于该聚合物的高衍射效率并且不需要外加电压等特性,该材料更加适合用于全息图和大数据的永久存储,并且它在大尺寸静态三维全息图显示、三维图像存储、数据储存、全息防伪、全息打印等领域具有较强的优势和潜在的应用前景。     

四种光敏剂共敏化光致聚合物的全息性能研究

基于增宽光致聚合物存储材料的感光光谱范围,增大材料存储密度,制备了四种共同敏化的光致聚合物样品,该样品的最大衍射效率在632.8 nm,514.5 12m和448 nm三种波长下分别高达61%,47%和44%,曝光灵敏度分别为1.92×10-3,9.28×10-4和5.63×10-4,折射率调制度分别为4.7×10-4,3.34×10-4和2.93×10-4.将该敏化宽带增宽光致聚合物样品的曝光特性与各光敏剂敏化样品的作对比,发现其衍射效率、曝光灵敏度、折射率调制度等曝光性能有所降低;同时初步研究了不同厚度的共敏化宽带敏感光致聚合物在相同曝光光强下的性能变化,所得结果都为多波长复用及稀疏波长一角度复用提供了可靠的实验依据.     

全息聚合物分散液晶膜的干涉图像存储及衍射特性

用激光干涉形成的亮条纹引发预聚物／液晶混合物相分离,在相分离稳定后,干涉图样被存储在聚合物／液晶复合膜中,被称之为全息聚合物分散液晶（HPDLC）。研究了相关因素对HPDLC膜信息存储的影响,并且光学显微镜观察了膜结构。给出了具有栅式结构膜的衍射特性。实验结果表明,形成的HPDLC膜其存储的栅结构稳定持久,而且其衍射效率可用电或热来调节。     

掺入不同粒径Al2O3纳米颗粒的光致聚合物全息特性研究

在丙烯酰胺基光致聚合物材料中,分别掺入几种不同粒径的高分散性Al2O3纳米颗粒,用Ar+Kr+激光器647nm激光对其进行全息曝光,对其全息记录性能进行研究。结果表明,聚合物中掺入Al2O3纳米颗粒后,Al2O3纳米颗粒能够促进聚合物中光化反应的进行,同时用分散剂对Al2O3纳米颗粒的修饰,使Al2O3纳米颗粒的团簇效应降低,增加其单分散性。聚合物经曝光后,有效地形成由纳米颗粒与聚合物单体空间分布的折射率调制光栅,并且在聚合物中组成类"骨架"结构,有效地起到抑制材料的缩皱的作用,使材料的衍射效率和布拉格偏移等光学特性得到很大改善。此外,体系存在一个最优值,当掺入平均粒径约为10nm且同时控制浓度为1.02×10-3 mol/L的Al2O3纳米颗粒时,样品的衍射效率从52.6%提升到93.8%,缩皱率降低到0.8%,布拉格偏移降低到0.04°,极大地提高了材料的全息性能。     

光致聚合物用于全息光互联光栅的研究

使用光致聚合物做记录介质,记录用于光互联的全息光栅。激光曝光后衍射效率可达5 5 %左右,用紫外光均匀照射后,在10 0℃下烘烤40分钟,衍射效率可达90 %左右。绘制了衍射效率与曝光时间和烘烤时间曲线,制作具有预期衍射效率的用于全息光互联的光栅。     

环氧树脂对光致聚合物全息干版光学性能的影响

研究了环氧树脂对曝光和显影后的红敏光致聚合物(RSP)全息干版的光学性能的影响。实验测量结果比较发现：环氧树脂使曝光和显影后的RSP全息干版颜色由蓝色改变为无色;增加了透光率;减少了光斑的散射;降低了衍射效率。对这些现象作了理论解释。     

全色光致聚合物全息记录材料的研制

提出设计全色光致聚合物体系原则。介绍了对该体系感光性能的要求,采用卤化银－染料光引发系做为光聚合反应的高效引发体系,使用涂布法制作厚膜版。实验表明,该版具有灵敏度高、分辨率高、衍射效率高等优点,是一种较理想的全色光致聚合物材料。     

光致聚合物全息光栅曝光特性的研究

为了研究采用由曙红做染料、丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺构成的光致聚合物制成的全息透射光栅的曝光特性,用实验的方法探索了光栅空间频率、曝光强度、曝光时间等因素对该透射光栅衍射效率的影响。实验表明,聚合物全息透射光栅空间频率,曝光强度,曝光时间都有一个互相关联的最佳范围,在这一范围内衍射效率能达到最大值。当聚合物光栅在空间频率为2751 line/mm附近,曝光强度在12mW~15mW之间,曝光量在770mJ/cm2左右时,衍射效率最大。最大衍射效率能达到75%左右,在全息光栅中衍射效率较高。     

全息记录材料光致聚合物的收缩率

基于光致聚合物材料曝光后横向收缩与厚度收缩引起光栅矢量大小和方向的变化,导出了光致聚合物的收缩率与光栅读出角的布拉格偏移之间的显性关系.并设计了两步实验法,采用蓝光记录、红光动态扫描读出,分别对光致聚合物中的非倾斜光栅和倾斜光栅的布拉格偏移进行了实验测量.对自行研制的两种新型蓝光敏感光致聚合物样品,测量了其横向与厚度的收缩率,求出了材料的体积收缩率,其中经过优化配比的样品体积收缩率小于0.5%.实验也表明材料的横向收缩一般是不能忽略的.通过这种简明可靠的收缩率测量方法,可较快确定大量光致聚合物样片的收缩率,有助于找出收缩率与材料组分的关系.     

多成分掺杂甲基丙烯酸基光致聚合物的制备及其体全息存储稳定性的研究

制备了多成分掺杂甲基丙烯酸基光致聚合物,对其全息存储性能进行了实验研究。聚合物样品由SiO2纳米粒子、有机金属化合物ZnMA、菲醌(PQ)、甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸共聚基底(P(MMA-co-MAA))组成。聚合物基底的热致聚合与光敏成分在相干光作用下的光致聚合过程是分开进行的,从而使聚合物材料具有可忽略的收缩性。为了让多种掺杂成分能够均匀的分布于样品中,制备过程采用了振荡混合方法。特殊的制备方法使样品具有可忽略的收缩和良好的光学性能。制备了厚为1 mm的SiO2/ZnMA/PQ/P(MMA-co-MAA)样品,与传统的PQ/PMMA材料进行比较。实验测试了SiO2/ZnMA/PQ/P(MMA-co-MAA)聚合物材料的全息散射损失情况,并定量描述了复用光栅的长期存储稳定性。经过3 300s的暗增长过程后,复用光栅的衍射效率均匀性得到了显著改善。实验结果表明,全息散射并没有因为多种成分的引入而显著增加,而共聚基底P(MMA-co-MAA)能够显著提高全息光栅的存储稳定性。多成分掺杂样品中记录的光栅衰减常数为6.4×104 s,远大于传统PQ/PMMA聚合物中的2×104 s,衰减时间越长,意味着材料中光栅的存储稳定性越好。     

PQ-PMMA光致聚合物全息存储材料的动态特性

理想的存储材料一直是体全息技术发展的关键.光致聚合物材料具有高灵敏度,高信噪比和制造成本低廉等诸多优点,是高密度全息存储最有希望首先获得突破的材料.PQ-PMMA光聚物以其较低的曝光收缩性和较大的厚度受到了人们的广泛关注,但是人们对其光致聚合机理和全息性能的认识并不充分.分析了材料曝光后内部的光反应过程以及扩散作用对信息的永久存储造成的影响,通过光反应过程建立了适合此类材料的扩散方程.在曝光条件下,PQ分子吸收光子,形成自由基,然后该自由基引发MMA单体形成活性自由基.PQ分子与MMA分子的一对一加成是主要的反应,同时可能有少量的低聚物产生,这是由PQ引发MMA发生的链式反应引起的.通过分析光反应速率,得到了PQ的扩散方程,并将其推广为描述自由单体扩散的一维非局域方程.对该方程进行数值求解较好地描述了光栅的建立过程,通过优化方法得到了材料的主要性能参数如聚合速率,扩散速率和有效链长度等.利用上述方法,得到PQ分子扩散系数的数量级为10-21m2/s,与相关文献的报道一致.由于PO分子在常温下的扩散系数较小,曝光结束后随着放置时间的增长,PO分子的扩散作用将导致材料的光栅轮廓变模糊,折射率调制度下降.采用过曝光方法能够很好地保持存储图像的长期稳定性.在实时探测过程中,首次在光致聚合物中观察到动态自增强效应.光折变材料的动态自增强效应是由于两记录光在材料内部形成光栅,然后挡住其中一束用另一束记录光进行读出.读出的衍射光会发生增强现象.这是由于读出光与其自身的衍射光发生干涉形成的光栅加强了原光栅,使衍射增强.在文中的光致聚合物中,光栅形成机制不同于光折变材料,因此衍射效率自增强也有所不同.当两束记录光进行光栅记录的同时,由于材料的收缩效应使原光栅与光强光栅间产生偏移,相干光会继续消耗单体记录新的光栅,这使得衍射效率曲线先上升达到最大值后下降,并再次出现上升和下降过程,并最终趋于稳态.文中考虑材料在光反应过程中的收缩,利用多光栅叠加的原理对上述实验现象进行了解释.     

用光致聚合物全息干版实现光互连

用全息术在光致聚合物全息于版上制备出全息耦合光栅。将光信号耦合进玻璃光导板中，使其在光导板中全反射，以锯齿形式传播。再经出射光栅耦合出来。在光导板上实现１点对１点的光互连，互连效率约为２５％。