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1、纳米TiO_2/光致聚合物材料全息存储特性研究【摘要】 光致聚合物材料具有高的衍射效率、高的曝光灵敏度、高的空间分辨率、可以实时记录等优点,有望覆盖全息应用的各个领域。但常用的光致聚合物材料具有曝光易缩皱和折射率调制度有限等不足,本文在丙烯酰胺体系的光致聚合物中掺入TiO2纳米颗粒,提高了该体系光致聚合物的全息特性和抗缩皱特性。主要包含以下几方面的工作:1.分别制备了亚甲基蓝和曙红Y敏化的TiO2纳米粒子/光致聚合物材料。2.通过透过率实验测试TiO2纳米颗粒/光致聚合物材料的均匀性。3.研究了样品中TiO2纳米颗粒浓度对样品衍射效率、最大折射率调制度的影响,得到一个最佳的纳米粒子掺入量,使样
2、品的衍射效率和最大折射率调制度最大。并研究了TiO2粒径对样品衍射效率和最大折射率调制度的影响。4.研究了样品中TiO2纳米颗粒浓度对样品布拉格偏移和缩皱率的影响,并研究了在最佳浓度下TiO2粒径对样品布拉格偏移和缩皱率的影响。5.研究了样品中TiO2纳米颗粒浓度和粒径对样品散射损失的影响,分析了掺入纳米颗粒后样品散射损失增加的原因。6.分析了掺入不同浓度、不同粒径的TiO2纳米颗粒对材料曝光灵敏度和动态范围的影响。7.在所制备的材料中存储了模拟图像和.更多还原【Abstract】 Photopolymers are characterized by high diffraction effi
3、ciency, high sensitivity, high spatial frequency response and completely dry real-time processing that perhaps have the potential to cover almost all the long list of requirements of holographic storage. However, the shortcomings of common photopolymer materials such as exposure shrinkage and limite
4、d refractive index modulation affect the reading and writing properties of their holographic storage. For improving the holographic characterist.更多还原 【关键词】 光致聚合物； 纳米颗粒； 衍射效率； 缩皱率； 数字化全息存储； 【Key words】 photopolymer； nanoparticle； diffraction efficiency； shrinkage； digital data holographic storage； 摘要
5、 4-5 ABSTRACT 5 1 绪论 9-29 1.1 引言 9 1.2 超高密度光存储技术 9-11 1.2.1 近场超高密度光存储技术 9-10 1.2.2 三维光存储技术 10-11 1.3 数字全息存储技术 11-14 1.3.1 数字全息存储的研究现状 12-13 1.3.2 数字全息存储的原理 13-14 1.4 体全息存储 14-18 1.4.1 布拉格定律 14-15 1.4.2 耦合波理论 15-16 1.4.3 体全息存储的复用技术 16-18 1.5 全息存储材料 18-22 1.5.1 全息存储材料的性能指标 18-19 1.5.2 全息记录材料的种类 19-21
6、1.5.3 光致聚合物材料 21-22 1.6 纳米粒子/光致聚合物材料光栅形成机理 22-24 1.6.1 光栅形成机理 22-23 1.6.2 光致聚合物光化反应原理 23-24 1.7 本论文研究的主要内容 24-25 参考文献 25-29 2 实验方法 29-41 2.1 实验所用化学试剂 29-31 2.2 TiO_2 纳米颗粒的制备方法 31-33 2.3 实验仪器 33 2.4 材料制备 33-34 2.4.1 基片和烧杯的清洗 33 2.4.2 聚合物样品的制备 33-34 2.5 材料性能测试 34-40 2.5.1 透过率 34 2.5.2 衍射效率 34-35 2.5.3
7、 布拉格偏移 35-36 2.5.4 感光灵敏度 36-37 2.5.5 折射率调制度 37 2.5.6 动态范围 37-38 2.5.7 全息存储 38-40 参考文献 40-41 3 实验结果与分析 41-63 3.1 引言 41 3.2 亚甲基蓝敏化的TiO_2 纳米粒子/光致聚合物材料全息特性 41-53 3.2.1 样品的吸收光谱 42 3.2.2 样品的均匀性表征 42-43 3.2.3 TiO_2 纳米颗粒浓度对材料衍射效率的影响 43-46 3.2.4 对布拉格偏移和缩皱率的影响 46-50 3.2.5 纳米粒子浓度与样品散射损失的关系 50-52 3.2.6 全息性能参数对比 52-53 3.2.7 全息存储 53 3.3 曙红Y 敏化的TiO_2 纳米粒子/光致聚合物材料全息特性 53-60 3.3.1 样品的吸收光谱 54-55 3.3.2 样品的均匀性表征 55 3.3.3 TiO_2 纳米颗粒浓度对材料衍射效率的影响 55-56 3.3.4 对布拉格偏移和缩皱率的影响 56-57 3.3.5 纳米粒子浓度与样品散射损失的关系 57-58 3.3.6 全息性能参数对比 58 3.3.7 全息存储 58-60 3.4 本章小结 60-61 参考文献
