光致聚合物中全息光柵形成的機(jī)理研究.pdf

1、光致聚合物是一種用于激光全息存儲(chǔ)的新型材料,它具有衍射效率高、制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、易于保存等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)光致聚合物的研究起步較晚,大多停留在單純的實(shí)驗(yàn)研究上,對(duì)其光記錄機(jī)理的研究較少。本論文的工作重點(diǎn)在于對(duì)光致聚合物記錄機(jī)理的研究,形成相關(guān)理論,指導(dǎo)材料記錄條件的選擇和全息性能的優(yōu)化。 通過對(duì)已有的光致聚合物光柵形成擴(kuò)散模型的分析,找出能夠反映光致聚合物的記錄機(jī)理的基本模型,并分析模型中參數(shù)的意義和不同模型適用的范圍。在此基礎(chǔ)上提出

2、簡(jiǎn)化的全息光柵形成的擴(kuò)散模型,對(duì)參數(shù)值的確定提出新的觀點(diǎn),并且根據(jù)模型得出的折射率調(diào)制度解析表達(dá)式進(jìn)行數(shù)值模擬,分析模型中各參數(shù)對(duì)折射率調(diào)制度飽和值的影響。通過模型中的參數(shù)與光強(qiáng)、光柵條紋間距之間的關(guān)系,分析如何優(yōu)化記錄條件提高全息光柵的衍射效率。 在模型的建立過程中還考慮到光柵形成過程中兩種特殊的現(xiàn)象,即,暗增長(zhǎng)和均勻后曝光。根據(jù)擴(kuò)散模型可以得出這兩種現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的折射率調(diào)制度解析表達(dá)式,通過對(duì)全息曝光,暗增長(zhǎng)、均勻后曝光三種記

3、錄方式的數(shù)值模型,可比較出這三種記錄方式在曝光光強(qiáng)不同的情況下對(duì)折射率調(diào)制度飽和值的影響是不同的,光強(qiáng)適中,則全息曝光會(huì)達(dá)到的折射率調(diào)制度飽和值最高；如果曝光光強(qiáng)過高,則未飽和時(shí)采用暗增長(zhǎng)的記錄方式會(huì)獲得更高的折射率調(diào)制度飽和值,而均勻后曝光會(huì)加快達(dá)到飽和的進(jìn)程。因此我們應(yīng)該根據(jù)不同需要選擇合適的記錄方式。 在對(duì)光致聚合物光柵形成機(jī)理理論研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)理論結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)所用材料是我們自主研發(fā)的新型光致聚合物材

4、料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論模型很好的符合,說明簡(jiǎn)化的全息光柵形成的擴(kuò)散模型適用于我們的材料。通過實(shí)驗(yàn)曲線可以擬合出模型中的參數(shù)值,通過參數(shù)值與材料組分的關(guān)系,分析材料組分對(duì)材料全息性能的影響,從而指導(dǎo)材料的制備。 實(shí)驗(yàn)還進(jìn)一步研究了暗增長(zhǎng)對(duì)全息記錄過程的影響,根據(jù)暗增長(zhǎng)過程中單體暗擴(kuò)散的思想設(shè)計(jì)并實(shí)施了非連續(xù)曝光實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明非連續(xù)曝光比連續(xù)曝光在相同記錄條件下會(huì)獲得更高的衍射效率。進(jìn)一步在同一光強(qiáng)下分別采用全息曝光、暗增長(zhǎng)和均勻后