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一种可擦写的全息记录材料?

2022-04-14

  光致异构化材料是一类可擦写的全息记录材料。在相干激光照射下,光响应分子发生同分异构体的转变,从而产生折射率调制度。最常见的光致异构基团有偶氨苯、二芳基乙烯、螺吡喃等。偶氮苯被紫外光照射时,分子构象由反式转变为顺式,在受热或可见光照射下可再次转变为反式。20世纪90年代,日本东京工业大学Ikeda等合成了偶氮苯侧链液晶高分子,并应用于可擦写全息记录。二芳基乙烯等分子在光照下发生开环或闭环反应,被称为电环化材料,其应用于全息记录的原理是开环与闭环状态下的二芳基乙烯分子具有不同的折射率。光致异构化材料的优势在于可重复擦写,因此在动态全息显示领域具有重要应用,但感光灵敏度通常较低,长期存储稳定性也较差。

  超表面(metasurface)具有几十到几百纳米周期、准周期或随机的基元结构,其厚度远小于波长。它的每个基元结构对入射光都具有强烈的响应,因此具备在亚波长尺度内调控光场振幅和相位的能力。2012年,美国杜克大学Smith和Larouche提出了梯度超表面全息成像方法,将厚度为75nm、形状多样(圆盘形、长方形和工字形)的金基元有序排列在二氧化硅表面(1μm×1μm×500nm)。表面物质的极化率、透过率及折射率都与金基元的尺寸相关,因此梯度结构中不同区域的折射率各不相同。该梯度超表面全息图在光照下可再现存储于其中的图案,实现全息成像。超表面材料的优势在于所形成的全息图具有较大的可视角,并可实现无串扰的多波长复用,有望应用于全彩色3D图像存储与再现,其缺点是超表面的构建较为困难、工艺复杂。

  文章内容引用自专业教材,以便高分子科学工程、光学工程等领域的科技工作者作研究参考,未经本书原作者的许可,任何第三方不得复制或者转载本文内容。