掺杂纳米Mg（OH）_2的光致聚合物复合材料的全息存储特性

【摘要】：光致聚合物材料由于具有高衍射效率、高灵敏度、可并行读写、制作工艺简单和价格低廉等优点,已成为近年来研究的热点。然而聚合材料在记录过程中会使材料体积收缩,引起光栅读出时布拉格条件的变化,造成信息丢失,严重影响全息图的再现质量。本文利用有机/无机纳米复合材料具有抗缩皱和能够增加光致聚合物材料的折射率调制度等优点,在丙烯酰胺基的水溶性光致聚合物材料中掺入亲水性Mg(OH)_2纳米粒子,并对其制备条件、光栅记录机理及全息记录性能进行了较深入的研究,本文主要开展了以下几方面的工作: 1.通过反沉淀法制得具有粒径小、分散性好、亲水性好的Mg(OH)_2纳米粒子,并制备了掺杂纳米Mg(OH)_2的丙烯酰胺基复合的光致聚合物全息存储材料。 2.通过计算纳米粒子的扩散常数及利用方波粒度公式,证明了在样品内部的光栅形成过程中,纳米粒子与单体是相向扩散的。 3.研究了不同曝光条件下材料的全息性能,通过对全息特性参数的分析,得到一个优化的曝光方案。 4.制备了不同浓度的纳米Mg(OH)_2含量的聚合物样品。在最佳的曝光方案下,通过分析透过率随曝光时间的变化曲线研究光致聚合物样品的成膜均匀性。 5.测试了样品的衍射效率、折射率调制度、感光灵敏度等静态参数随曝光时间和掺杂纳米粒子浓度的变化曲线,最终得到最优的掺杂Mg(OH)_2浓度配置方案。 6.在最优化浓度配置条件下实验测试并结合理论分析了样品的布拉格偏移情况,并计算了材料的曝光缩皱率,证明了纳米粒子的加入的确能够提高样品曝光过程的维度稳定性,有利于增加信息记录和读出的可靠性。 7.在所制备的最优化浓度记录材料中存储了模拟全息图和由空间光调制器生成的数字化图像,存储性能稳定,并且再现效果较好,保真度高。