光致聚合物中全息光柵形成的機理研究.pdf

1、光致聚合物是一種用于激光全息存儲的新型材料,它具有衍射效率高、制作工藝相對簡單、易于保存等優(yōu)點。國內(nèi)光致聚合物的研究起步較晚,大多停留在單純的實驗研究上,對其光記錄機理的研究較少。本論文的工作重點在于對光致聚合物記錄機理的研究,形成相關(guān)理論,指導材料記錄條件的選擇和全息性能的優(yōu)化。 通過對已有的光致聚合物光柵形成擴散模型的分析,找出能夠反映光致聚合物的記錄機理的基本模型,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、簡化的全息光柵形成的擴散模型,對參數(shù)值的確定提出新的觀點,并且根據(jù)模型得出的折射率調(diào)制度解析表達式進行數(shù)值模擬,分析模型中各參數(shù)對折射率調(diào)制度飽和值的影響。通過模型中的參數(shù)與光強、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,暗增長和均勻后曝光。根據(jù)擴散模型可以得出這兩種現(xiàn)象所對應(yīng)的折射率調(diào)制度解析表達式,通過對全息曝光,暗增長、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不同的情況下對折射率調(diào)制度飽和值的影響是不同的,光強適中,則全息曝光會達到的折射率調(diào)制度飽和值最高；如果曝光光強過高,則未飽和時采用暗增長的記錄方式會獲得更高的折射率調(diào)制度飽和值,而均勻后曝光會加快達到飽和的進程。因此我們應(yīng)該根據(jù)不同需要選擇合適的記錄方式。 在對光致聚合物光柵形成機理理論研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計了相關(guān)實驗對理論結(jié)果進行驗證。實驗所用材料是我們自主研發(fā)的新型光致聚合物材

4、料。實驗結(jié)果與理論模型很好的符合,說明簡化的全息光柵形成的擴散模型適用于我們的材料。通過實驗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,分析材料組分對材料全息性能的影響,從而指導材料的制備。 實驗還進一步研究了暗增長對全息記錄過程的影響,根據(jù)暗增長過程中單體暗擴散的思想設(shè)計并實施了非連續(xù)曝光實驗。實驗結(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獲得更高的衍射效率。進一步在同一光強下分別采用全息曝光、暗增長和均勻后