【摘 要】
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聚甲基丙烯酸甲酯类(PQ/PMMA)光致聚合物因其高密度大容量的全息性能及可制备成大尺寸样品而成为研究热点。然而,PQ/PMMA材料在全息存储方面的实用化受到响应时间长和衍射效率较低的限制,所以对PQ/PMMA材料进行优化改良,从而提升其光学全息性能是一个非常有意义的课题。本论文通过在PQ/PMMA光致聚合物体系中掺杂甲基丙烯酸四氢糠基酯(THFMA)溶液,制备新型的THFMA/PQ/PMMA光致
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聚甲基丙烯酸甲酯类(PQ/PMMA)光致聚合物因其高密度大容量的全息性能及可制备成大尺寸样品而成为研究热点。然而,PQ/PMMA材料在全息存储方面的实用化受到响应时间长和衍射效率较低的限制,所以对PQ/PMMA材料进行优化改良,从而提升其光学全息性能是一个非常有意义的课题。本论文通过在PQ/PMMA光致聚合物体系中掺杂甲基丙烯酸四氢糠基酯(THFMA)溶液,制备新型的THFMA/PQ/PMMA光致聚合物。研究了掺杂后样品的制备方法、全息性能及光化学反应动力学过程。对新型光致聚合物的制备方法进行了研究,通过改变制备温度、聚合时间及制备容器等来优化改进热致聚合方法,简化了制备步骤。在PQ/PMMA聚合物中掺入THFMA,使用改进后的热致聚合法制备新型THFMA/PQ/PMMA光致聚合物样品。制备了不同光敏剂浓度、不同THFMA浓度及不同厚度的样品,此新型样品具备更高的衍射效率、响应时间快等优点。通过对PQ/PMMA光聚物和THFMA/PQ/PMMA光聚物的全息性能进行研究,确定了THFMA/PQ/PMMA光致聚合物材料的优化组分比例。在掺杂30 wt%THFMA和1.15 wt%PQ时,1.4 mm厚的THFMA/PQ/PMMA样品衍射效率达到36.6%。在THFMA/PQ/PMMA聚合物中掺杂THFMA能提高光敏剂PQ的溶解度,而且能增加材料光致聚合过程中的单体浓度,进而提高光致聚合物材料的衍射效率,加快材料的响应时间。研究了THFMA/PQ/PMMA光致聚合物的光化学反应原理。通过对材料中光敏剂PQ分子的扩散过程进行研究,建立了局域响应模型。通过对材料光化学反应过程的分析,确立了光化学反应动力学模型。在此基础上,使用二维扩散-聚合模型对样品内的光敏剂PQ分子浓度、光产物浓度及折射率调制度随曝光时间的变化进行研究。
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