俘精酸酐光致變色特性及應(yīng)用研究.pdf

1、俘精酸酐作為一種有機(jī)光致變色材料以其熱不可逆性而聞名，是目前國(guó)際上光信息處理和光存儲(chǔ)的熱點(diǎn)研究材料之一。圍繞著俘精酸酐光學(xué)薄膜的光致變色特性及其應(yīng)用，本論文主要完成了以下工作： 1.研究了一種吡咯俘精酸酐／PMMA薄膜和一種吲哚俘精酰亞胺／PMMA薄膜樣品的光致變色特性：測(cè)量了雙穩(wěn)態(tài)吸收光譜；根據(jù)Kramers-Kronig變換關(guān)系理論計(jì)算出伴隨光致變色反應(yīng)產(chǎn)生的折射率變化量光譜，并與采用邁克爾遜干涉方法得到的實(shí)驗(yàn)測(cè)量值進(jìn)行了比

2、較；實(shí)驗(yàn)測(cè)量了俘精酸酐薄膜樣品在不同波長(zhǎng)下的光吸收動(dòng)力學(xué)曲線以及雙光束作用下的互補(bǔ)抑制特性曲線，并采用二能級(jí)系統(tǒng)一階近似動(dòng)力學(xué)公式形式和數(shù)值計(jì)算方法對(duì)實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行了擬合，得到了不同波長(zhǎng)下光反應(yīng)常數(shù)γE→C和γC→E的實(shí)驗(yàn)擬合值，其中考慮了激光光斑光強(qiáng)分布的影響因素；定性研究了薄膜樣品的非線性雙光子吸收光致變色特性。 2.利用俘精酸酐樣品的光致變色特性進(jìn)行了圖像光存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究：分別測(cè)量了不同取代基俘精酸酐樣品的感光光譜范圍，感光靈

3、敏度，分辨率，抗疲勞性，熱穩(wěn)定性等參數(shù)；并根據(jù)此結(jié)果選擇合適的波長(zhǎng)與曝光量，進(jìn)行了高密度并行光存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)，存儲(chǔ)密度達(dá)到10Vbits/cm2；利用它們的非線性雙光子吸收光致變色特性進(jìn)行了雙光子吸收?qǐng)D像光存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)；在兩種俘精酸酐材料復(fù)合薄膜上進(jìn)行了雙波長(zhǎng)復(fù)用圖像光存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)。 3.發(fā)現(xiàn)俘精酸酐材料具有光致各向異性特性：分析了其產(chǎn)生機(jī)理；實(shí)驗(yàn)測(cè)量了它們?cè)?33nm處C型光致各向異性隨曝光量變化動(dòng)力學(xué)曲線，測(cè)定出最佳曝光量；測(cè)量了吲哚俘精

4、酰亞胺薄膜的C型、E型及混合型光致各向異性隨曝光量變化曲線，并進(jìn)行了比較；采用Kramers-Kronig變換關(guān)系由二向色性率光譜的實(shí)驗(yàn)曲線理論計(jì)算出雙折射率光譜；利用俘精酸酐樣品的光致各向異性特性實(shí)現(xiàn)了其在圖像處理方面的應(yīng)用，包括襯度翻轉(zhuǎn)、圖像相加減、低通濾波以及邊緣增強(qiáng)等，并進(jìn)行了其在防偽方面的應(yīng)用研究。 4.利用俘精酸酐薄膜樣品的光致變色特性與光致各向異特性實(shí)現(xiàn)了其在普通全息和偏振全息中的應(yīng)用。首先，測(cè)量了它們的衍射效率，

5、空間分辨率以及最佳曝光量等全息存儲(chǔ)特性，重點(diǎn)對(duì)樣品在不同偏振全息中的衍射效率光譜與衍射效率動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)測(cè)量。其次，將它們作為記錄材料，利用不同全息存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行了全息圖像存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)，包括參考光再現(xiàn)與共軛光再現(xiàn)技術(shù)，透射式與反射式記錄技術(shù)，夫瑯和費(fèi)全息存儲(chǔ)與傅里葉變換全息存儲(chǔ)技術(shù)，不同偏振全息及不同復(fù)用技術(shù)等。在傅里葉變換全息存儲(chǔ)中存儲(chǔ)密度達(dá)到2×100bits/cm2，利用正交圓偏振全息存儲(chǔ)得到信噪比很高的衍射像。最后，還進(jìn)行