丙烯酰胺光致聚合物的制備及全息存儲性能優(yōu)化研究

1、 國內(nèi)圖書分類號：O438.1 學校代碼：10213 國際圖書分類號：535 密級：公開 理學博士學位論文 理學博士學位論文 丙烯酰胺光致聚合物的制備及全息 存儲性能優(yōu)化研究 博 士 研 究 生 ： 王 珩 導 師 ： 孫秀冬 教授 申 請 學 位 ： 理學博士 學 科 ： 光 學

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

3、、無需后續(xù)處理等優(yōu)點近些年受到廣泛關注，其中，丙烯酰胺材料（PVA/AA）作為光致聚合材料家族中的優(yōu)秀成員而被廣泛關注和深入研究。該材料突出的特點是衍射效率較高，響應速度快，制備工藝簡單靈活，成本低廉，因此有著很好的研究價值和應用前景。盡管人們針對 PVA/AA 材料的全息存儲性能做了大量的實驗研究工作，但在全息存儲應用中，普通的 PVA/AA 材料仍然存在一些缺點和不足，比如光柵衰減現(xiàn)象對光學有效厚度的限制等，使其存儲性能大大降低，嚴

4、重制約了全息存儲系統(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，研究制備了具有優(yōu)良全息存儲性能的新型AA 類光致聚合物，詳細研究了材料內(nèi)部微觀光化學反應動力學過程并引入新的動力學參數(shù)對光化學過程進行描述，在利用多層膜技術制備的多層 PVA/AA材料中，提高了材料存儲容量，從理論和實驗上深入研究了其全息存儲性能，為加快全息存儲實用化進程奠定了基礎。 使用有機

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 1.8mm， 該新型材料具有良好的光學全息性能；利用多層膜技術制備出厚度在 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：在這種多層結構的材料中，并沒有因為多層膜的引入而帶來額外的散射噪聲，具有良好的光學性能，這種多層結構材料能夠抑制材料內(nèi)部的光柵衰減，提高材料有效光學厚度。

6、材料內(nèi)部光化學反應動力學過程是光致聚合材料記錄光柵信息的基礎。本文詳細分析了 PVA/AA 材料的光化學反應動力學機制，引入了自由基壽命和聚合物動力學鏈長等參數(shù)來描述材料全息光柵建立動力學過程，并分析了材料內(nèi)部光致聚合物鏈長的動態(tài)變化。 利用二維和三維擴散-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厚度的降低，大大限制了材料的存儲