丙烯酰胺光致聚合物的制備及全息存儲性能優(yōu)化研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：O438.1學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：535密級：公開理學(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性能優(yōu)化研究博士研究生：王珩導(dǎo)師：孫秀冬教授申請學(xué)位：理學(xué)博士學(xué)科：光學(xué)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技術(shù)是下一代適合海量存儲和高速傳輸?shù)淖罴汛鎯夹g(shù)之一，目前各個國家的科學(xué)家正在廣泛致力于開發(fā)研制特別適用于體全息技術(shù)的光存儲材料

2、，希望能找到一種最佳記錄材料來最終實(shí)現(xiàn)光學(xué)全息存儲技術(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、高動態(tài)范圍以及制備工藝簡單靈活、無需后續(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（PVAAA）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，制備工藝簡單靈活，成本低廉，因此有著很好的研究價值和應(yīng)用前景。盡管人們針對PVAAA材料的全息存儲性能做了大量的實(shí)驗(yàn)研究工作，但在全

3、息存儲應(yīng)用中，普通的PVAAA材料仍然存在一些缺點(diǎn)和不足，比如光柵衰減現(xiàn)象對光學(xué)有效厚度的限制等，使其存儲性能大大降低，嚴(yán)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(jìn)，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(xì)研究了材料內(nèi)部微觀光化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)過程并引入新的動力學(xué)參數(shù)對光化學(xué)過程進(jìn)行描述，在利用多層膜技術(shù)制備的多層PVAA

4、A材料中，提高了材料存儲容量，從理論和實(shí)驗(yàn)上深入研究了其全息存儲性能，為加快全息存儲實(shí)用化進(jìn)程奠定了基礎(chǔ)。使用有機(jī)溶劑THF，PMMA材料與AA、TEA和MB按比例混合溶解，制備出新型PMMAMAAAA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PVAAA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，并沒有因?yàn)槎鄬幽さ囊攵鴰眍~外的散射噪聲，具有良好

5、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。材料內(nèi)部光化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)過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PVAAA材料的光化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)機(jī)制，引入了自由基壽命和聚合物動力學(xué)鏈長等參數(shù)來描述材料全息光柵建立動力學(xué)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(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500m的PVAAA材料中，由于光柵衰減引起了材