适于体全息存储的新型厚体块光致聚合物材料及其性能研究

【摘要】：在光学体全息存储领域,高性能厚体块光致聚合物材料的研究具有重要的应用价值。本研究室分别在玻璃态聚合物与凝胶型体系内探索了制备高性能光致聚合物材料的新思路。采用温控技术调节材料聚合度,制备了体积收缩小、温度稳定性高的PQ/PMMA玻璃态聚合物。通过新型功能成分(SiO2纳米粒子、ZnMA、MAA等)的掺杂,进一步改善了材料的光敏度、体积稳定性与折射率调制度等全息性能,制备了厚度可达几个毫米的SiO2/PQ/PMMA、ZnMA/PQ/PMMA、PQ/P(MMA-co-MAA)以及SiO2/ZnMA/PQ/P(MMA-co-MAA)等多种新型多元光致聚合物样品。将非局域响应引入互扩散模型,我们从理论方面研究了SiO2/PQ/PMMA材料中光栅形成的动力学过程。分析了ZnMA/PQ/PMMA聚合物中有机金属化合物的调控机理,以及MAA成分对PQ/P(MMA-co-MAA)聚合物全息性能改善的作用,通过实验手段确定了各掺杂成分的优化浓度。实验研究表明,上述多类玻璃态聚合物的全息特性指标已满足体全息存储技术实用化的要求。此外,我们在丙烯酰胺类的凝胶型聚合物体系内,探索了采用多层膜非均匀涂膜技术制备厚度大于500um的聚合物样品的新思路。理论与实验研究表明,通过调节各涂层光敏剂浓度,可以有效改善比尔定律表明的厚度方向曝光不均匀问题,提高角度复用选择性与再现图像保真度,该工作对于提高其它高灵敏度光致聚合物膜层厚度具有借鉴意义。