光致聚合物扩散特性对体全息存储性能的影响

摘要

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。PMMA(PQ)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PMMA(PQ)材料也存在缺点，由于PQ分子的扩散系数较小，扩散的长期作用会对存储图像的质量产生负面影响，这是影响该类材料实用化的主要障碍之一。如何获得材料曝光后内部反应的真实过程，分析不同曝光和放置时间的扩散作用，对于了解并克服扩散作用对体全息存储性能的影响有着重要意义。
　　本文通过光化学产物分析了PMMA(PQ)材料的光反应过程,建立了适用于该材料的非局域扩散模型。用时域有限差分方法对该模型进行了数值求解，模拟了材料光栅建立的动态过程，描述了光栅轮廓和折射率的变化。
　　为了研究PQ分子的扩散作用，我们进行了永久存储实验，分析了扩散对图像质量造成的不利影响，并计算了PQ分子的扩散系数，其数量级为10ms?。对于保持存储图像的长期稳定性，本文采用了一种在曝光后应用均匀非相干光照明样品的方法，在提高图像质量的同时能有效地抑制扩散的不利影响，获得了比较理想的实验结果。
　　应用非局域扩散模型获得了适用于光致聚合物的曝光序列，使用该序列单点存储30幅图像，得到的全息图衍射效率均匀性好于相同条件下等时曝光的结果。

目录

光致聚合物扩散特性对体全息存储性能的影响

THE INFLUENCE OF DIFFUSIONCHARACTERISTIC ON VOLUMEHOLOGRAPHIC STORAGE INPHOTOPOLYMER

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 光致聚合物材料简介

1.2.1 光致聚合物的构成

1.2.2 光致聚合物的全息存储特性

1.2.3 光致聚合物材料的研究进展

1.3 PMMA(PQ)材料国内外研究现状

1.4 本课题的研究目的和意义

1.5 本课题的主要内容

第2章 PMMA(PQ)光反应过程研究

2.1 光致聚合物的一般光反应过程

2.2 非局域扩散模型

2.3 PMMA(PQ)光反应过程

2.4 适用于PMMA(PQ)材料的扩散模型

2.5 应用扩散模型得到的数值结果

2.5.1 光栅轮廓

2.5.2 折射率变化

2.6 本章小结

第3章 PQ 分子扩散作用的研究

3.1 问题的引出

3.2 全息图永久存储的实验研究

3.3 扩散系数的计算

3.4 保持衍射效率长期稳定的方法

3.5 本章小结

第4章 PMMA(PQ)衍射效率均匀性研究

4.1 几种控制复用全息图衍射效率均匀性的方法

4.1.1 指数迭代法

4.1.2 多项式拟合法

4.1.3 非局域扩散模型法

4.2 曝光序列的推导

4.2.1 参数的确定

4.2.2 曝光序列

4.3 应用曝光序列的实验结果

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢