纳米氧化铈掺杂双单体丙烯酸酯光致聚合物的全息存储特性研究

郑增荣; 刘悠嵘; 张磬瀚; 申桐; 李绍鑫; 郑继红

doi:10.37188/CJLCD.2023-0002

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纳米氧化铈掺杂双单体丙烯酸酯光致聚合物的全息存储特性研究

材料物理 | 更新时间：2023-07-06

- 纳米氧化铈掺杂双单体丙烯酸酯光致聚合物的全息存储特性研究
- Holographic storage properties of photopolymer doped with nanometer ceria
- 液晶与显示 2023年38卷第7期页码：870-879
- 作者机构：
  
  1.上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
  2.上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
- 作者简介：
  
  [ "郑增荣（1995—），男，福建泉州人，硕士研究生，2018 年于中北大学获得学士学位，主要从事全息存储方面的研究。811192610@qq. com" ]
  [ "郑继红（1975—），女，安徽怀宁人，博士，教授，2003年于上海理工大学获得博士学位，主要从事聚合物分散液晶和信息光学方面的研究。E-mail：jihongzheng@sina.com" ]
- 基金信息：
  
  科技部重点研发计划(2018YFA0701802);国家自然科学基金(61975122)
- DOI：10.37188/CJLCD.2023-0002
  中图分类号：
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郑增荣, 刘悠嵘, 张磬瀚, 等. 纳米氧化铈掺杂双单体丙烯酸酯光致聚合物的全息存储特性研究[J]. 液晶与显示, 2023,38(7):870-879.

ZHENG Zeng-rong, LIU You-rong, ZHANG Qin-han, et al. Holographic storage properties of photopolymer doped with nanometer ceria[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2023,38(7):870-879.
郑增荣, 刘悠嵘, 张磬瀚, 等. 纳米氧化铈掺杂双单体丙烯酸酯光致聚合物的全息存储特性研究[J]. 液晶与显示, 2023,38(7):870-879. DOI： 10.37188/CJLCD.2023-0002.

ZHENG Zeng-rong, LIU You-rong, ZHANG Qin-han, et al. Holographic storage properties of photopolymer doped with nanometer ceria[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2023,38(7):870-879. DOI： 10.37188/CJLCD.2023-0002.

摘要

本文研究了纳米氧化铈（CeO,2,）掺杂的双单体丙烯酸酯光致聚合物（TMPTA/EP828）材料的全息存储性能。通过引入纳米CeO,2,以及优化配方比例来提升材料的全息性能，分析了CeO,2,掺杂浓度及预聚合温度对衍射效率的影响。实验结果显示，厚度为100 μm的透射光栅样品在衍射效率（~95%）、光谱透过率（96.1%）、皱缩率（0.504%）、带宽和角度选择性等方面均表现出优秀性能。CeO,2,的引入可有效提高TMPTA/EP828系统的交联网络结构和记录介质之间的兼容性，促进聚合反应，抑制体积皱缩，减小复用角度间隔，从而提升全息存储的角度复用性能和材料的稳定性。进一步经过光固化和老化实验证明，优化后的光致聚合物配方具有抗老化和耐高温性能。同时，材料制备工艺流程简便、周期短、易保存，可记录多路复用全息图像，在高密度数据存储等领域具有较广泛的应用前景。

Abstract

This article investigates the holographic storage performance of a dual monomer acrylic ester photo-polymer （TMPTA/EP828） doped with nanoceria （CeO,2,）. By introducing nanoceria and optimizing the formula ratio， the holographic performance of the material is improved. The effect of CeO,2, doping concentration and pre-polymerization temperature on diffraction efficiency is analyzed. Experimental results show that the transmission grating sample with a thickness of 100 μm exhibits excellent performance in terms of diffraction efficiency （~95%）‍， spectral transmittance （96.1%）‍， shrinkage （0.504%）‍， bandwidth， and angular selectivity. The introduction of CeO,2, can effectively improve the compatibility between the cross-linked network structure of the TMPTA/EP828 system and the recording medium， promote the polymerization reaction， suppress volume shrinkage， and reduce the angle interval of multiplexing， thereby improving the angle-multiplexing performance of holographic storage and the stability of the material. Further verification through photopolymerization and aging experiments confirms that the optimized photopolymer formulation has anti-aging and high-temperature resistance properties. Meanwhile， the material preparation process is simple， the cycle is short， and it is easy to store. It can record multiple multiplexed holographic images and has great application prospects in high-density data storage and other fields.

关键词

衍射效率衍射光学纳米氧化铈光致聚合物全息光存储

Keywords

diffractive opticsnano-cerium oxidephotoinduced polymerholographic optical storage

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