PQ/PMMA光致聚合物的多重扩散和吸收机制

摘要体全息存储技术以其存储密度高、存储容量大、数据传输速率高、数据搜索时间短等优势成为一种颇具潜力的海量信息存储技术，但是，高密度全息存储设备迟迟未能商品化，主要原因是应用于全息存储的材料在某些方面存在缺陷。掺杂 PQ 的 PMMA材料是一种非常具有竞争优势的材料。本文中，在对光照条件下该材料内部光化学反应研究的基础上建立了理论模型，研究材料内部各组分浓度的变化。该模型包括了 PQ分子与激发态 PQ分子的扩散效应，非本地效应，一次谐波折射率调制效应。利用该模型，我们研究了影响材料折射率的因素以及曝光结束后材料内部组分的变化和对折射率的影响，并且将仿真结果与实验数据进行了拟合，并在此基础上提出了一些新的结论。 43607
毕业论文关键词全息存储 PQ/PMMA 扩散效应一次谐波折射率调制
Title Multiple diffusion and absorption mechanism of PQ/PMMA
Abstract Volume holographic storage technology, with its advantages such as high storage density, large storage capacity, high data transmission rate and short data searching time, has become a promising technology for mass information storage. However, high density holographic storage devices have been slow to be commercialized, and the main reason is that there are some defects in the materials used in holographic storage. PMMA doped PQ material is a very competitive advantage of the material. In this paper, the theoretical model is established on the basis of the study of the photochemical reaction of the material under the condition of light, and the changes of the concentration of the internal components of the material are studied. The model includes the diffusion effect of the PQ molecule and the excited state PQ molecule, the non-local effect and the modulation effect of the first harmonic. Using the model, we study the factors affecting the refractive index of the material and the end of the exposure after internal material changes in the composition of and influence on the refractive index, and the simulation results and the experimental data were fitted, and based on this, proposed some new conclusions.
Keywords holographic storage PQ/PMMA diffusion effect first harmonic refractive index modulation

1引言.1

2PQ/PMMA材料的理论分析..2

2.1材料光化学反应过程2

2.2模型的建立4

3体积分数分析与折射指数6

4仿真与拟合7

4.1材料组分变化仿真...7

4.2影响折射率第一次谐波调制的一些因素12

4.2.1不同光强的影响13

4.2.2PQ分子扩散率以及其比例系数beta的影响.13

4.2.3光产物扩散率以及其比例系数alpha的影响.15

4.2.4不同曝光时间后的变化趋势..16

4.2.5不同空间频率对n1(t)饱和值的影响17

结论.18

致谢.20

参考文献.21

1 引言作为一种具有诸多优点的光记录介质，光致聚合物材料的研究一直是一个热点。在这些材料中，菲醌掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯（PQ/PMMA）由于其独特的性能而扮演着重要的角色。这种材料可以应用于全息信息存储、太阳能聚光器等方面。我们使用的PQ/PMMA聚合物主要是以PQ （C14H10O2）分子作为光敏剂和PMMA(C5H8O2)作为预聚合主聚合物组成，其中PQ分子质量为208 g/mol，PMMA 分子质量为100 g/mol。这种 PMMA 和用在[1，2]中的一样，还不能作为商业用途。这种聚合物是从单体中分离出来的，在此过程中，PMMA 中 MMA 浓度的浓度是很小的。当使用单一均匀的光束照射PQ/PMMA时，我们可以测得透射光强。在曝光过程中，基态 PQ分子转化成单重激发态，即1PQ*,它比基态 PQ有更低的光吸收率。然后，单重激发态 PQ转化成三重激发态论文网，即 3PQ*，它几乎不吸收光。我们的分析表明这个过程发生的非常缓慢，用 kst表示。当我们使用两束干涉的余弦光对材料进行曝光的时候，可以在材料中记录全息周期光栅。在曝光过程中，PQ 分子吸收光能而转化为激发态，三重激发态 PQ 即3PQ*可以与PMMA基体发生反应。因此，由于 PQ 分子的消耗和 PQ/PMMA 的形成，使得材料的折射率在曝光区发生变化，而在未曝光区域，由于没有光的吸收和化学反应的进行，仍然具有较高浓度的 PQ 分子。在曝光结束后，这些 PQ分子和产生的 PQ/PMMA 分子使得材料在明区和暗区的折射率呈现周期性的变化。在本文中，我们首先在第二部分中介绍了 PQ/PMMA 材料在全息曝光时，内部主要的光化学反应和分子输运的过程。并且介绍了本文所用到的非本地效应扩散模型的建立[3,4,5] 。在第三部分中，我们对材料中组分体积分数的演变和折射率调制的变化进行了分析。基于以上的分析，在第四部分中，我们首先利用模型对实验数据进行了拟合，得到参数的范围^优尔<文|论\文>网www.youerw.com，以此为基础利用模型对影响折射率的因素进行探究，得到仿真结果，并进行分析。最后，对本文进行总结。光敏剂分子 PQ 只对特定波长的波（λ=514 nm）敏感，当用这种波长的光照射时，PQ/PMMA材料中产生9-10 种衍生物。这个过程使得材料中 PQ分子的浓度变得不均匀。PQ分子在聚合物基体中扩散使得其浓度发生变化，并且使材料的折射指数调制发生变化。我们所建立的动态模型包括三个主要的过程： PQ/PMMA光致聚合物的多重扩散和吸收机制 :http://www.youerw.com/wuli/lunwen_44518.html