对于体全息来说, 存储材料的体积与所能存储的信息容量有关。采用热致聚合方法制备了厚度分别为0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm的菲醌掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PQ/PMMA)光致聚合物材料。探测并分析了材料样品对不同波长的光吸收特性以及不同厚度材料的全息性能。实验结果表明, 厚度的变化对材料的光致双折射值影响较小, 而对衍射效率的影响较大。

各向异性吸收的菌紫质(BR)分子可以看作一个电偶极子。由大量随机取向的BR分子构成的聚合物薄膜在宏观上呈现光学各向同性。在线偏振光照射下,电偶极矩取向与激发光的偏振方向一致或接近的BR分子被激发到中间态,产生光致异构,而电偶极矩与激发光偏振方向垂直的BR分子大部分仍处于基态。分子结构的改变导致其折射率和吸收系数发生变化,从而使BR薄膜呈现出宏观的光学各向异性。利用抽运探测法测量了BR薄膜的光致双折射特性,并通过BR分子光循环的二态模型对实验结果进行了理论模拟。实验与理论计算结果符合较好。

Through the reversible isomerization of trans-cis-trans under the linear polarization light, the molecules of azo materials have the same tropism which is vertical to the polarization of light. This means that azo materials have photo-induced birefringence which is related to optical power and polarization angle of the light. Based on the photo-induced birefringence of azo materials, we design a new type of optically pumped semiconductor vertical external cavity surface emitting laser (OPS-VECSEL) which can control the polarization and frequency of the ejection laser. The functional molecules of azo materials are [3-azo-(4'nitro)]-(9-ethyl)-carbazole (ANECz).

报道了偶氮苯掺杂聚合物光致双折射空间分布的实验研究。发现在光照区域外较大的范围内有双折射,证实了生色团分子的取向运动及其引起的周边分子相互运动的存在。对3种偶氮苯染料分散红1(DR1),分散红13(DR13)和分散黄7(DY7)掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物进行了定性研究。发现生色团分子的取向运动及其引起的周边分子相互运动与抽运光强度和生色团分子的大小等因素有关。

研究了手性偶氮分子N-[4-(4-十二烷氧基苯基偶氮)苯甲酰]-L-谷氨酸(C12-Azo-L-Glu)掺杂聚合物薄膜的光致变色特性。利用C12-Azo-L-Glu掺杂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的可逆光致异构过程,以线偏振的氩离子激光(488 nm)作抽运光和写入光,线偏振氦氖激光(632.8 nm)作再现光和读出光,探讨了光致双折射和全息光学存储过程中,衍射信号强度与氩离子激光功率的关系。实验结果表明C12-Azo-L-Glu具有响应时间快、可擦重写、耐疲劳度高的特点,可用作实时存储材料。

分别用主客掺杂法和种子乳液聚合法制备了含相同浓度偶氮染料分散红4-(2-hydroxyethyl)ethylamino-2-chloro-4-nitroazobenzene (Disperse Red 13, DR13)的聚甲基丙烯酸甲酯poly(methyl methacrylate)(PMMA)均匀薄膜样品。用经斩波器调制的线偏振氩离子激光(514 nm,CW)作用于样品产生光致双折射。作为探测光的线偏振氦氖激光(633 nm,CW)经过样品,通过与原来偏振方向垂直的检偏器的透射光强强度的调制,实现了光控光的全光开关效应。研究比较了两种样品在控制不同光功率下的光致双折射效应和全光开关效应,比较发现用种子乳液聚合法制备的具有核壳结构的样品在控制光功率、开关时间及开关调制深度等方面均优于主客掺杂样品。

在不同刚性的聚合物基体聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯咔唑(PVK)和聚苯乙烯(PS)薄膜基体中掺入相同质量分数(均为0.003)的分散红13(DR13)偶氮染料。以线偏振连续Ar+激光(514 nm)作为控制光,连续HeNe激光(632.8 nm)作为信号光考察了具有相同厚度的三种样品在相同控制光功率(15 mW)下的光致双折射效应。实验发现刚性较大的聚乙烯咔唑基体样品的双折射效应最小,刚性最小的聚苯乙烯基体样品的双折射效应最大。在偶氮生色团光致异构的四能级模型基础上,建立一新的唯象的模型。在模型中引入描述聚合物基体刚性的参量s,通过数值计算描述了不同基体刚性参量s对偶氮生色团光致异构取向的影响。计算结果表明,基体的刚性越大,样品的光致双折射效应越小,定性地解释了实验现象。

研究了偶氮共聚聚合物的光致双折射特性,利用幂指数和高斯函数拟合双折射过程中不同的物理过程,对各种不同的浓度、泵浦功率、主链运动及实验温度对双折射特性的影响进行了讨论,并在光致双折射过程中对样品的饱和回落进行了观察和分析,随着样品浓度的增加,尽管双折射的绝对值增大,但残留比例减小.

将有机光致变色化合物-吡咯取代俘精酸酐掺杂于PMMA中形成薄膜.在紫外光照射下,薄膜由无色态转换为呈色态.用650
nm线偏振激光照射薄膜,在由呈色态转变为无色态时产生光致各向异性.对633
nm的探测光具有正单轴晶体特性,光轴方向平行于激发光振动方向,光致二向色性率(D_⊥-D_∥)可达0.2,光致双折射率(n_∥-n_⊥)可达2×10-3.实验还测量了光致各向异性与曝光量的特性曲线,发现最佳曝光量为13～20
J/cm²,理论分析了其原因.这些结果为俘精酸酐材料在光信息处理方面的应用提供了实验数据.

用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和偶氮染料DR1以一定的比例混合,制成各向同性均匀薄膜样品.用经斩波器调制的线偏振氩离子激光(514 nm,CW)作用样品产生光致双折射.作为探测光的线偏振氦氖激光(633 nm,CW)经过样品,在与其原来偏振方向垂直的检偏器后的透射光强强度受控制光的调制作用,实现了光控光的全光开关效应.通过改变控制光的光功率及薄膜样品的温度,对样品的开关响应速度和开关调制深度进行了研究.在一定的实验条件下,用毫瓦量级的控制光功率实现了几个毫秒的开关响应速度和60%以上的开关调制深度.