【摘要】：受益于高方向性、高亮度的激光光源,在進入21世紀后光學信息存儲獲得飛速的發(fā)展并正式步入實際應用范疇。相比于磁存儲和半導體存儲,光存儲具有更高的存儲密度和信噪比并且可以重復擦寫等優(yōu)勢,順應時代的潮流,具有不可估量的應用前景。近年來,有機高分子材料在光學邏輯、光學存儲、光纖通信、光限幅以及光學顯微等方面都表現出了廣闊的應用價值,相比于無機材料材料來說這類材料非線性系數更好、非線性響應速度更快、光學損傷閾值更高且分子結構容易根據實際需求而修改等優(yōu)勢,因此正式步入光學應用的黃金期后,有機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材料便是偶氮聚合物材料,當出現吸收帶內的強激光泵浦下,偶氮材料具有出色的光致各向異性,使得該類材料在光學存儲應用方面有著很大的應用前景。另外,雙光子熒光成像技術由于雙光子熒光的非線性本質具有強穿透力、很強的選擇激發(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,因此針對雙光子熒光的調控技術對雙光子熒光應用來說是有趣并且具有廣泛的應用前景。在本論文中,我們運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對非線性光學應用以及雙光子熒光偏振調制進行了一系列的研究。第一章,描述了信息存儲的研究史,其中重點介紹了光信息存儲技術的發(fā)展史,對現階段應用較為廣泛的的全息存儲與偏振全息光存儲的存儲機理和特點進行了簡單的描述,并且分析了相比于普通的全息存儲,偏振全息存儲的優(yōu)勢及應用前景進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材料的結構特征和光致各向異性。最后對雙光子熒光的應用發(fā)展進行介紹,分析了雙光子熒光在應用中的優(yōu)缺點及發(fā)展瓶頸。最后引出本文的創(chuàng)新點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,并對實驗結果進行了理論分析。結果表明在室溫下偶氮側鏈液晶材料樣品的雙折射存儲非常穩(wěn)定,在關閉泵浦光后會弛豫到一穩(wěn)定數值并且長時間保持不變,是一種非常適合進行偏振全息存儲的材料。并且研究了外界條件(泵浦光強和溫度)對材料光致雙折射的影響,發(fā)現改變泵浦光的強度或者材料樣品溫度能有效的控制光致雙折射值的大小,文中對其機理進行了討論。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換特性進行了詳細的實驗研究和理論推導。此外,采用二次曝光的方法在樣品的同一個點上記錄了兩個不同的圓偏振全息光柵,并對其偏振轉換特性進行了研究。通過理論計算和實驗結果,發(fā)現記錄的二次曝光的偏振全息光柵并非是兩個單獨光柵的簡單的疊加,其偏振轉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行了圖像的存儲與調控,實現對圖像光強、形貌及偏振態(tài)的實時控制。第四章,作為光學領域的一個重要分支,光學邏輯運算具有著高度的互聯性與并行性、高傳遞速度以及高開關速度等優(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實現“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光學邏輯運算中的加法和減法,并且完成“或”和“異或”的光學邏輯門的實驗設計。第五章,本章中,我們對兩種有機高分子材料的雙光子熒光進行了測量并對它們的熒光偏振調制特性進行了研究,實驗中發(fā)現,這兩種D-π-A型熒光材料具有優(yōu)異的雙光子熒光效應,并且它們的雙光子熒光強度受到泵浦光的偏振調制并且與其調制特性激發(fā)光的線偏振組分緊密相關,且改變一些外在因素雙光子熒光的偏振調制效率也會產生改變。結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制效率的變化進行了詳細的討論。
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求；另一方面，隨著新型優(yōu)良全息記錄材料（如及相關元件的研制的出現，全息存儲器渴望存儲 / 的速度傳輸數據，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現，特點是復現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度，因而只能得到二維用記錄和復現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，在空間產生干涉呈儲介質上導致介質發(fā)生光學性質改變，從而記

備這兩種光學特性，一般這兩種特性中的一材料光學中，由于分子的光致異構可以在聚，這種特性在全息存儲[36,37]、光開關[38光調制器[42]、光限幅[43]、光波導[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，在光學應用中也發(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行實時調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)秀一些重要應用也變得極為關鍵。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP333;O657.3

【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

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相關博士學位論文 前4條

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相關碩士學位論文 前2條

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本文編號：2601195