全息光存储综述及发展状况(下).doc

5、全息存储材料全息光存储的存储容量、传输速度、存储数据的稳定性和系统体积都受制于存储材料,因此,研制开发合适的存储材料是全息光存储中最为关键的问题之一。对全息光存储材料性能的要求是高的光学质量、折射率变化大、高灵敏度和稳定的存储性能。存储材料所具有的高的光学质量和低散射性可以保证携带数据信息的物光波前不失真,并可以使来自散射光的噪声变得容易处理。折射率变化大可以保证有足够的动态范围以复用多幅全息图,同时为了充分利用布喇格效应实现复用,以提高存储容量,也希望存储材料能够具有一定的厚度。高灵敏度可令存储材料在一定激光功率下反应速度更快。而稳定的存储性能则可以使存储数据在后续读出或者存储其它数据时避免被破坏。到目前为止,人们常用的全息存储材料包括:银盐材料、光致抗蚀剂、光导热塑材料、***盐明胶(DCG)、光致聚合物。光数变色材料和光折变材料。下面我们将就这些材料分别作简单的介绍。银盐材料是传统的全息记录材料。超微粒的银盐乳胶有很高的感光灵敏度和分辨率,有较宽广的光谱灵敏范围,并已重复性好、保存期长,具有很强的通用性。它既可以用来记录振幅型全息图(曝光加显影过程),也可以记录得到高衍射效率的位相型全息图(曝光、显影,然后进行漂白处理)。目前,超微粒的银盐乳胶已经具有成熟的制备技术,并具有可靠、稳定的商品化产品——全息干板。银盐材料的缺点主要在于:不能擦除后重复使用,湿显影处理程序较为繁琐,且对于位相型全息图,其较高的衍射效率却往往带来噪声的增加和图像质量的下降。光致抗蚀剂是一种可以制备浮雕型位相全息图的高分子感光材料。这种材料也可以旋涂在基片上制成干板,光照射后,抗蚀剂中将发生化学变化,且随着曝光量的不同,发生变化的部分将具有不同的溶解力。选用合适的溶剂显影,便可制成表面具有凹凸的浮雕相位型全息图。光致抗蚀剂有正性和负性两种类型。负性光致抗蚀剂在显影过程中,溶剂将腐蚀掉未曝光部分的材料。为了获得较好的图像质量,需要对负性光致抗蚀剂进行足够曝光,但这往往与全息图成像的最佳曝光量相矛盾,从而使负性光致抗蚀剂存储的全息图的精细线条往往由于曝光量不够,而在显影时被腐蚀掉,影响全息图的质量。正性抗蚀剂的曝光和显影特性与负性抗蚀剂正相反,故使用正性抗蚀剂可以克服上述困难而获得高质量的全息图。采用光致抗蚀剂来记录全息图有着令人看好的应用潜力,因为在全息光存储中的只读存储方面,采用这种方法记录的全息图可以铸模制成标准母盘,实现大批量、低成本的复制生产。光导热塑材料是另一种记录浮雕型位相全息图的记录材料,是在电照相基础上发展起来的一种全息记录材料。但由于其分辨率不够高,且高质量导电薄膜制造困难,因此应用有限。***盐明胶(DCG)是在明胶中浸入Cr2O2-7离子构成的位相型全息记录材料。它的光学性能良好,典型膜厚为10~3μm,被光照的部分不会变黑,因此再现全息图也不吸收光,是一种理想的位相型全息记录材料。DCG可分为未硬化和硬化两种。未硬化的DCG记录的全息图的衍射效率只有30%,没有充分体现DCG材料的优点。采用硬化DCG记录的折射率调制型全息图具有良好的光学性质,分辨率达到理论值的90%,且背景散射小于信号的10-4。DCG材料的缺点在于:再现性差,即感光层从曝光到显影影像出现失真;光谱敏感范围有限;感光度较差;对空气的湿气抵抗力差等。即便如此,由于其在光学性能上的