丙烯酰胺光致聚合物的制備及全息存儲(chǔ)性能優(yōu)化研究

1、 國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)：O438.1 學(xué)校代碼：10213 國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：535 密級(jí)：公開(kāi) 理學(xué)博士學(xué)位論文 理學(xué)博士學(xué)位論文 丙烯酰胺光致聚合物的制備及全息 存儲(chǔ)性能優(yōu)化研究 博 士 研 究 生 ： 王 珩 導(dǎo) 師 ： 孫秀冬 教授 申 請(qǐng) 學(xué) 位 ： 理學(xué)博士 學(xué) 科 ： 光 學(xué)

2、 所 在 單 位 ： 物理系 答 辯 日 期 ： 2012 年 6 月 授予學(xué)位單位 ： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 摘 要 - I -摘 要 高密度體全息存儲(chǔ)技術(shù)是下一代適合海量存儲(chǔ)和高速傳輸?shù)淖罴汛鎯?chǔ)技術(shù)之一，目前各個(gè)國(guó)家的科學(xué)家正在廣泛致力于開(kāi)發(fā)研制特別適用于體全息技術(shù)的光存儲(chǔ)材料，希望能找到一種最佳記錄材料來(lái)最終實(shí)現(xiàn)光學(xué)全息存儲(chǔ)技術(shù)的實(shí)用化。光致聚合物材料由于具有高靈敏度、高信噪比、高動(dòng)態(tài)范圍以及制備工藝簡(jiǎn)單靈活

3、、無(wú)需后續(xù)處理等優(yōu)點(diǎn)近些年受到廣泛關(guān)注，其中，丙烯酰胺材料（PVA/AA）作為光致聚合材料家族中的優(yōu)秀成員而被廣泛關(guān)注和深入研究。該材料突出的特點(diǎn)是衍射效率較高，響應(yīng)速度快，制備工藝簡(jiǎn)單靈活，成本低廉，因此有著很好的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。盡管人們針對(duì) PVA/AA 材料的全息存儲(chǔ)性能做了大量的實(shí)驗(yàn)研究工作，但在全息存儲(chǔ)應(yīng)用中，普通的 PVA/AA 材料仍然存在一些缺點(diǎn)和不足，比如光柵衰減現(xiàn)象對(duì)光學(xué)有效厚度的限制等，使其存儲(chǔ)性能大大降低，嚴(yán)

4、重制約了全息存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體性能，因此，深入研究并有效優(yōu)化丙烯酰胺光致聚合物材料就成為十分有意義的科研課題。本文在材料組分和制備方法兩方面做以改進(jìn)，研究制備了具有優(yōu)良全息存儲(chǔ)性能的新型AA 類光致聚合物，詳細(xì)研究了材料內(nèi)部微觀光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程并引入新的動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)光化學(xué)過(guò)程進(jìn)行描述，在利用多層膜技術(shù)制備的多層 PVA/AA材料中，提高了材料存儲(chǔ)容量，從理論和實(shí)驗(yàn)上深入研究了其全息存儲(chǔ)性能，為加快全息存儲(chǔ)實(shí)用化進(jìn)程奠定了基礎(chǔ)。 使用有機(jī)

5、溶劑 THF，PMMA 材料與 AA、TEA 和 MB 按比例混合溶解，制備出新型 PMMA/MAA/AA 光致聚合材料， 其厚度可達(dá) 1.8mm， 該新型材料具有良好的光學(xué)全息性能；利用多層膜技術(shù)制備出厚度在 500?m 以上的多層PVA/AA 光致聚合材料，該材料的透射曲線表明：在這種多層結(jié)構(gòu)的材料中，并沒(méi)有因?yàn)槎鄬幽さ囊攵鴰?lái)額外的散射噪聲，具有良好的光學(xué)性能，這種多層結(jié)構(gòu)材料能夠抑制材料內(nèi)部的光柵衰減，提高材料有效光學(xué)厚度。

6、材料內(nèi)部光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程是光致聚合材料記錄光柵信息的基礎(chǔ)。本文詳細(xì)分析了 PVA/AA 材料的光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)制，引入了自由基壽命和聚合物動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)等參數(shù)來(lái)描述材料全息光柵建立動(dòng)力學(xué)過(guò)程，并分析了材料內(nèi)部光致聚合物鏈長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)變化。 利用二維和三維擴(kuò)散-聚合模型描述材料內(nèi)部折射率調(diào)制度和折射率光柵的分布情況。 在厚度大于 500µm 的 PVA/AA 材料中，由于光柵衰減引起了材料中有效光學(xué)厚度的降低，大大限制了材料的存儲(chǔ)