全息聚合物分散液晶Bragg光栅的机理分析与性能优化.pdfVIP

摘 要 聚合物单体由于光敏感性好、折射率调制度大和分辨率高等优点在全息聚合物 光栅、光了晶体和光相位调制器等器件中得到广泛的应用。在形成器件的过程中， 单体的扩散能力和聚合能力对器件的性能具有很大的影响。因此，如何确定单体的 扩散速率和聚合速率系数在优化器件性能方面至关重要。所以提出一种方法可通用 的并且便利的确定不同条件下单体的扩散速率和聚合速率系数就成了一项重要的任 务。另外，在衡量全息聚合物分散液晶Bragg体光栅的性能时，高的衍射效率、低 的阈值和关闭电压和快的效应速度是必要的参考指标。因而，本论文的工作丰要围 绕以下两个方面： 1． 波耦合理论推导出扩散速率系数和聚合速率系数的解析表达式。用该表 达式确定扩散速率系数和聚合速率系数不仅与理论预测的参数范围符 合很好，而且对于同一’‘‘条件多次重复实验取得的数据一致性也很好，说 明了该方法的可行性。之后，我们根据隐性中心差分方法对一维反应扩 散模型进行求解，通过人为改变衰减系数，模拟光栅衍射效率建立过程。 由于后聚合效应，我们将模拟分为聚合和后聚合两个过程，并对衰减系 数加以区别。模拟结果显示，在适当选择衰减系数后，模拟曲线与实验 实时记录曲线匹配很好。更进一步，修正一维反应扩散模型，将反应对 光强的依赖性修正为其对活性单体浓度和寿命的依赖性，从而理论上给 予后聚合效应很好的解释； 2． 实验上，利用后聚合效应，通过优化曝光时间制得衍射效率为96％的光 栅，并通过在l!!|己方中引入紫外固化胶NOA65将光栅的阈值电压和关闭电 压分别降至1．5V／∥，，l和3．5y／肛胁。响应时间下降沿和上升沿经测量 分别为153ms和250ms。最后通过光学偏光显微镜和共聚焦显微镜对液 晶分了的排列取向定性的进行了分析研究。 关键词：聚合物液晶 扩散常数反应速率系数 全息光致聚合Bragg体光栅 中图分类号：043 III Abstract Good indexmodulationand resolutionmakemonomerin photonsensitivity，large high anumberof suchas and applicationsholographicpolymergrating，photoniccrystallight of modulator．Infabricationofsuch andreactionmonomer phase devices，diffusablity the havea effectonthe of todeterminediffusion devices．Hence，how great performance andreactioncoefficientsisof onthe ofdevices significanceimprovementperformance． Thus．it the coeflcicientsofmonomer isdesirabletodeterminediffusionandrea