發(fā)布時間：2020-03-26 08:25

【摘要】：受益于高方向性、高亮度的激光光源,在進(jìn)入21世紀(jì)后光學(xué)信息存儲獲得飛速的發(fā)展并正式步入實際應(yīng)用范疇。相比于磁存儲和半導(dǎo)體存儲,光存儲具有更高的存儲密度和信噪比并且可以重復(fù)擦寫等優(yōu)勢,順應(yīng)時代的潮流,具有不可估量的應(yīng)用前景。近年來,有機(jī)高分子材料在光學(xué)邏輯、光學(xué)存儲、光纖通信、光限幅以及光學(xué)顯微等方面都表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用價值,相比于無機(jī)材料材料來說這類材料非線性系數(shù)更好、非線性響應(yīng)速度更快、光學(xué)損傷閾值更高且分子結(jié)構(gòu)容易根據(jù)實際需求而修改等優(yōu)勢,因此正式步入光學(xué)應(yīng)用的黃金期后,有機(jī)高分子材料的研究獲得了急速的發(fā)展。其中最為典型的類光學(xué)材料便是偶氮聚合物材料,當(dāng)出現(xiàn)吸收帶內(nèi)的強(qiáng)激光泵浦下,偶氮材料具有出色的光致各向異性,使得該類材料在光學(xué)存儲應(yīng)用方面有著很大的應(yīng)用前景。另外,雙光子熒光成像技術(shù)由于雙光子熒光的非線性本質(zhì)具有強(qiáng)穿透力、很強(qiáng)的選擇激發(fā)性、高橫向及縱向分辨率并且降低生物組織對激發(fā)光的吸收和散射等特點(diǎn),因此針對雙光子熒光的調(diào)控技術(shù)對雙光子熒光應(yīng)用來說是有趣并且具有廣泛的應(yīng)用前景。在本論文中,我們運(yùn)用偶氮聚合物材料優(yōu)秀的光致各向異性以及一類D-π-A材料優(yōu)異的雙光子熒光效應(yīng)對非線性光學(xué)應(yīng)用以及雙光子熒光偏振調(diào)制進(jìn)行了一系列的研究。第一章,描述了信息存儲的研究史,其中重點(diǎn)介紹了光信息存儲技術(shù)的發(fā)展史,對現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的的全息存儲與偏振全息光存儲的存儲機(jī)理和特點(diǎn)進(jìn)行了簡單的描述,并且分析了相比于普通的全息存儲,偏振全息存儲的優(yōu)勢及應(yīng)用前景進(jìn)而引出本論文中最重要的研究材料:偶氮材料,隨后介紹了含偶氮功能團(tuán)材料的結(jié)構(gòu)特征和光致各向異性。最后對雙光子熒光的應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行介紹,分析了雙光子熒光在應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)展瓶頸。最后引出本文的創(chuàng)新點(diǎn)并概述了本文的主要提綱。第二章,研究了偶氮聚合物材料的光致雙折射性質(zhì),并對實驗結(jié)果進(jìn)行了理論分析。結(jié)果表明在室溫下偶氮側(cè)鏈液晶材料樣品的雙折射存儲非常穩(wěn)定,在關(guān)閉泵浦光后會弛豫到一穩(wěn)定數(shù)值并且長時間保持不變,是一種非常適合進(jìn)行偏振全息存儲的材料。并且研究了外界條件(泵浦光強(qiáng)和溫度)對材料光致雙折射的影響,發(fā)現(xiàn)改變泵浦光的強(qiáng)度或者材料樣品溫度能有效的控制光致雙折射值的大小,文中對其機(jī)理進(jìn)行了討論。第三章,基于偶氮液晶材料物材料的光致各向異性,我們在材料薄膜中完成了線以及圓偏振全息光柵的記錄并對所記錄的偏振全息光柵的偏振轉(zhuǎn)換特性進(jìn)行了詳細(xì)的實驗研究和理論推導(dǎo)。此外,采用二次曝光的方法在樣品的同一個點(diǎn)上記錄了兩個不同的圓偏振全息光柵,并對其偏振轉(zhuǎn)換特性進(jìn)行了研究。通過理論計算和實驗結(jié)果,發(fā)現(xiàn)記錄的二次曝光的偏振全息光柵并非是兩個單獨(dú)光柵的簡單的疊加,其偏振轉(zhuǎn)換特性有了一定的變化。最后利用二次記錄的偏振全息光柵進(jìn)行了圖像的存儲與調(diào)控,實現(xiàn)對圖像光強(qiáng)、形貌及偏振態(tài)的實時控制。第四章,作為光學(xué)領(lǐng)域的一個重要分支,光學(xué)邏輯運(yùn)算具有著高度的互聯(lián)性與并行性、高傳遞速度以及高開關(guān)速度等優(yōu)勢,本章中,我們利用偶氮材料光致雙折射對線-圓偏振光的不同響應(yīng)實現(xiàn)“與”、“或”、“異或”等全光邏輯門。另外,利用二次曝光的偏振全息光柵實現(xiàn)光學(xué)邏輯運(yùn)算中的加法和減法,并且完成“或”和“異或”的光學(xué)邏輯門的實驗設(shè)計。第五章,本章中,我們對兩種有機(jī)高分子材料的雙光子熒光進(jìn)行了測量并對它們的熒光偏振調(diào)制特性進(jìn)行了研究,實驗中發(fā)現(xiàn),這兩種D-π-A型熒光材料具有優(yōu)異的雙光子熒光效應(yīng),并且它們的雙光子熒光強(qiáng)度受到泵浦光的偏振調(diào)制并且與其調(diào)制特性激發(fā)光的線偏振組分緊密相關(guān),且改變一些外在因素雙光子熒光的偏振調(diào)制效率也會產(chǎn)生改變。結(jié)合分子聚合以及激發(fā)態(tài)吸收的特性,對雙光子熒光偏振調(diào)制效率的變化進(jìn)行了詳細(xì)的討論。
【圖文】：

求；另一方面，隨著新型優(yōu)良全息記錄材料（如及相關(guān)元件的研制的出現(xiàn)，全息存儲器渴望存儲 / 的速度傳輸數(shù)據(jù)，變且在 100 或者更短的早期的全息光柵存在普通光源相干性差無法滿軛像相互重疊導(dǎo)致反差較低等問題，其中前者在原理非常適合圖形的記錄和復(fù)現(xiàn)，特點(diǎn)是復(fù)現(xiàn)的這是因為全息存儲是同時把物光的振幅、相位等照片僅僅記錄了物光的強(qiáng)度，因而只能得到二維用記錄和復(fù)現(xiàn)全息光柵的方式來存取信息，如圖物方振幅和相位的光稱為物光，另一束稱為參考參考光具有良好的相干性，在空間產(chǎn)生干涉呈儲介質(zhì)上導(dǎo)致介質(zhì)發(fā)生光學(xué)性質(zhì)改變，從而記

備這兩種光學(xué)特性，一般這兩種特性中的一材料光學(xué)中，由于分子的光致異構(gòu)可以在聚，這種特性在全息存儲[36,37]、光開關(guān)[38光調(diào)制器[42]、光限幅[43]、光波導(dǎo)[44]等光的光致各向異性材料，，偶氮材料具有更好的空間分辨率，在光學(xué)應(yīng)用中也發(fā)揮著重要利用摻偶氮材料的聚乙烯醇薄膜完成了偏振人也證明了對光致各向異性進(jìn)行實時調(diào)控的利用偶氮苯液晶材料成功完成了對圖像的儲著研究手段的多樣化，光學(xué)材料的研究取得材料的光致各向異性，如何將偶氮材料優(yōu)秀一些重要應(yīng)用也變得極為關(guān)鍵。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP333;O657.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 田勇;潘煦;王長順;張小強(qiáng);曾藝;;偶氮液晶聚合物薄膜的二維偏振全息記錄[J];物理學(xué)報;2009年10期

2 佘鵬;;全息光存儲綜述及發(fā)展?fàn)顩r[J];記錄媒體技術(shù);2005年02期

3 趙啟韜,苗俊英;激光共聚焦顯微鏡在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用[J];北京生物醫(yī)學(xué)工程;2003年01期

4 張學(xué)如,陳歷學(xué);雙光子吸收三維數(shù)字光存儲[J];物理;2001年01期

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1 吳俊;光響應(yīng)性超分子材料的制備和性能研究[D];上海交通大學(xué);2014年

2 潘煦;偶氮聚合物材料的光致各向異性和偏振全息研究[D];上海交通大學(xué);2009年

3 蔡建文;雙光子三維光存儲關(guān)鍵技術(shù)及其實驗系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

4 馮曉強(qiáng);近場掃描光學(xué)顯微技術(shù)與高密度光存儲[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2004年

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1 郭偉;光信息存儲技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[D];東北師范大學(xué);2011年

2 田勇;偶氮聚合物材料的偏振全息圖像存儲研究[D];上海交通大學(xué);2010年

本文編號：2601195