CAJ | 학술논문

理想的存储材料一直是体全息技术发展的关键.光致聚合物材料具有高灵敏度,高信噪比和制造成本低廉等诸多优点,是高密度全息存储最有希望首先获得突破的材料.PQ-PMMA光聚物以其较低的曝光收缩性和较大的厚度受到了人们的广泛关注,但是人们对其光致聚合机理和全息性能的认识并不充分.分析了材料曝光后内部的光反应过程以及扩散作用对信息的永久存储造成的影响,通过光反应过程建立了适合此类材料的扩散方程.在曝光条件下,PQ分子吸收光子,形成自由基,然后该自由基引发MMA单体形成活性自由基.PQ分子与MMA分子的一对一加成是主要的反应,同时可能有少量的低聚物产生,这是由PQ引发MMA发生的链式反应引起的.通过分析光反应速率,得到了PQ的扩散方程,并将其推广为描述自由单体扩散的一维非局域方程.对该方程进行数值求解较好地描述了光栅的建立过程,通过优化方法得到了材料的主要性能参数如聚合速率,扩散速率和有效链长度等.利用上述方法,得到PQ分子扩散系数的数量级为10-21m2/s,与相关文献的报道一致.由于PO分子在常温下的扩散系数较小,曝光结束后随着放置时间的增长,PO分子的扩散作用将导致材料的光栅轮廓变模糊,折射率调制度下降.采用过曝光方法能够很好地保持存储图像的长期稳定性.在实时探测过程中,首次在光致聚合物中观察到动态自增强效应.光折变材料的动态自增强效应是由于两记录光在材料内部形成光栅,然后挡住其中一束用另一束记录光进行读出.读出的衍射光会发生增强现象.这是由于读出光与其自身的衍射光发生干涉形成的光栅加强了原光栅,使衍射增强.在文中的光致聚合物中,光栅形成机制不同于光折变材料,因此衍射效率自增强也有所不同.当两束记录光进行光栅记录的同时,由于材料的收缩效应使原光栅与光强光栅间产生偏移,相干光会继续消耗单体记录新的光栅,这使得衍射效率曲线先上升达到最大值后下降,并再次出现上升和下降过程,并最终趋于稳态.文中考虑材料在光反应过程中的收缩,利用多光栅叠加的原理对上述实验现象进行了解释. 理想的存儲材料一直是體全息技術髮展的關鍵.光緻聚閤物材料具有高靈敏度,高信譟比和製造成本低廉等諸多優點,是高密度全息存儲最有希望首先穫得突破的材料.PQ-PMMA光聚物以其較低的曝光收縮性和較大的厚度受到瞭人們的廣汎關註,但是人們對其光緻聚閤機理和全息性能的認識併不充分.分析瞭材料曝光後內部的光反應過程以及擴散作用對信息的永久存儲造成的影響,通過光反應過程建立瞭適閤此類材料的擴散方程.在曝光條件下,PQ分子吸收光子,形成自由基,然後該自由基引髮MMA單體形成活性自由基.PQ分子與MMA分子的一對一加成是主要的反應,同時可能有少量的低聚物產生,這是由PQ引髮MMA髮生的鏈式反應引起的.通過分析光反應速率,得到瞭PQ的擴散方程,併將其推廣為描述自由單體擴散的一維非跼域方程.對該方程進行數值求解較好地描述瞭光柵的建立過程,通過優化方法得到瞭材料的主要性能參數如聚閤速率,擴散速率和有效鏈長度等.利用上述方法,得到PQ分子擴散繫數的數量級為10-21m2/s,與相關文獻的報道一緻.由于PO分子在常溫下的擴散繫數較小,曝光結束後隨著放置時間的增長,PO分子的擴散作用將導緻材料的光柵輪廓變模糊,摺射率調製度下降.採用過曝光方法能夠很好地保持存儲圖像的長期穩定性.在實時探測過程中,首次在光緻聚閤物中觀察到動態自增彊效應.光摺變材料的動態自增彊效應是由于兩記錄光在材料內部形成光柵,然後擋住其中一束用另一束記錄光進行讀齣.讀齣的衍射光會髮生增彊現象.這是由于讀齣光與其自身的衍射光髮生榦涉形成的光柵加彊瞭原光柵,使衍射增彊.在文中的光緻聚閤物中,光柵形成機製不同于光摺變材料,因此衍射效率自增彊也有所不同.噹兩束記錄光進行光柵記錄的同時,由于材料的收縮效應使原光柵與光彊光柵間產生偏移,相榦光會繼續消耗單體記錄新的光柵,這使得衍射效率麯線先上升達到最大值後下降,併再次齣現上升和下降過程,併最終趨于穩態.文中攷慮材料在光反應過程中的收縮,利用多光柵疊加的原理對上述實驗現象進行瞭解釋.
이상적존저재료일직시체전식기술발전적관건.광치취합물재료구유고령민도,고신조비화제조성본저렴등제다우점,시고밀도전식존저최유희망수선획득돌파적재료.PQ-PMMA광취물이기교저적폭광수축성화교대적후도수도료인문적엄범관주,단시인문대기광치취합궤리화전식성능적인식병불충분.분석료재료폭광후내부적광반응과정이급확산작용대신식적영구존저조성적영향,통과광반응과정건립료괄합차류재료적확산방정.재폭광조건하,PQ분자흡수광자,형성자유기,연후해자유기인발MMA단체형성활성자유기.PQ분자여MMA분자적일대일가성시주요적반응,동시가능유소량적저취물산생,저시유PQ인발MMA발생적련식반응인기적.통과분석광반응속솔,득도료PQ적확산방정,병장기추엄위묘술자유단체확산적일유비국역방정.대해방정진행수치구해교호지묘술료광책적건립과정,통과우화방법득도료재료적주요성능삼수여취합속솔,확산속솔화유효련장도등.이용상술방법,득도PQ분자확산계수적수량급위10-21m2/s,여상관문헌적보도일치.유우PO분자재상온하적확산계수교소,폭광결속후수착방치시간적증장,PO분자적확산작용장도치재료적광책륜곽변모호,절사솔조제도하강.채용과폭광방법능구흔호지보지존저도상적장기은정성.재실시탐측과정중,수차재광치취합물중관찰도동태자증강효응.광절변재료적동태자증강효응시유우량기록광재재료내부형성광책,연후당주기중일속용령일속기록광진행독출.독출적연사광회발생증강현상.저시유우독출광여기자신적연사광발생간섭형성적광책가강료원광책,사연사증강.재문중적광치취합물중,광책형성궤제불동우광절변재료,인차연사효솔자증강야유소불동.당량속기록광진행광책기록적동시,유우재료적수축효응사원광책여광강광책간산생편이,상간광회계속소모단체기록신적광책,저사득연사효솔곡선선상승체도최대치후하강,병재차출현상승화하강과정,병최종추우은태.문중고필재료재광반응과정중적수축,이용다광책첩가적원리대상술실험현상진행료해석.