基于丙烯酸酯的全息聚合物分散液晶光栅的动力学理论研究

郑致刚; 马  骥; 宋  静; 刘永刚; 胡立发; 宣  丽

doi:10.7498/aps.56.15

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基于丙烯酸酯的全息聚合物分散液晶光栅的动力学理论研究

郑致刚 , 马骥 , 宋静 , 刘永刚 , 胡立发 , 宣丽

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基于丙烯酸酯的全息聚合物分散液晶光栅的动力学理论研究

郑致刚, 马骥, 宋静, 刘永刚, 胡立发, 宣丽

物理学报, 2007, 56(1): 15-24.

doi: 10.7498/aps.56.15

Kinetics theory investigation of holographic polymer dispersed liquid crystal based on acrylate

Zheng Zhi-Gang, Ma Ji, Song Jing, Liu Yong-Gang, Hu Li-Fa, Xuan Li

Acta Phys. Sin., 2007, 56(1): 15-24.

doi: 10.7498/aps.56.15

摘要
采用一维无限长模型分析法对全息聚合物分散液晶(HPDLC)做了动力学方面的研究，给出了相关的扩散动力学方程和聚合动力学方程,并与折射率调制度Δn相结合获得了光栅衍射效率的表达式，对HPDLC光栅性能的改善提供了理论上的指导.

关键词:
全息聚合物分散液晶 /

扩散动力学 /

衍射效率
Abstract
Holographic polymer-dispersed liquid crystal (HPDLC) is formed by the diffusion of monomers and liquid crystals as a kind of switchable volume holography. The kinetics investigation of HPDLC is very important to improve the diffraction efficiency and optimize the formation conditions of HPDLC. Fourier analysis is widely adopted as analytical method of kinetics. In this paper, we make use of the one-dimensional infinite-length analytical method to develop a kinetics simulation for the real-time formation of the grating. Simultaneously， corresponding diffused kinetics equations and polymeric kinetics equations are given. Then, we find the relationship between these equations and refractive index modulation Δn, and obtain a diffraction efficiency equation which is appropriate for transmission Bragg volume grating. Finally, the ways of increasing diffraction efficiency of HPDLC is discussed. Our theoretical study should provide some useful guidance to improve the properties of HPDLC.

Keywords:
holographic polymer dispersed liquid crystal /

diffusion kinetics /

diffraction efficiency
作者及机构信息
郑致刚²,

马骥²,

宋静²,

刘永刚¹,

胡立发¹,

宣丽¹

(1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100049

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：60277033，50473040，19974046，59973020)和吉林省科委基金(批准号：20020603)资助的课题.
Authors and contacts
Zheng Zhi-Gang²,

Ma Ji²,

Song Jing²,

Liu Yong-Gang¹,

Hu Li-Fa¹,

Xuan Li¹

(1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100049
参考文献

施引文献

[1]	易涛, 王传珂, 杨进文, 朱效立, 谢常青, 刘慎业. 基于移位双光栅色散元件的X射线谱仪研制. 物理学报, 2016, 65(16): 165201. doi: 10.7498/aps.65.165201
[2]	李宝, 杜炳政, 朱京平. Bragg反射齿型平面凹面衍射光栅性能研究. 物理学报, 2015, 64(15): 154211. doi: 10.7498/aps.64.154211
[3]	李宝, 朱京平, 杜炳政. 基于Bragg反射面结构的衍射光栅设计与研究. 物理学报, 2014, 63(19): 194209. doi: 10.7498/aps.63.194209
[4]	周小为, 刘颖, 徐向东, 邱克强, 刘正坤, 洪义麟, 付绍军. 大口径多层介质膜光栅衍射效率测量及其在制作工艺中的应用. 物理学报, 2012, 61(17): 174203. doi: 10.7498/aps.61.174203
[5]	黄文彬, 邓舒鹏, 刘永刚, 彭增辉, 姚丽双, 宣丽. 全息液晶/聚合物透射光栅光学各向异性的研究. 物理学报, 2012, 61(9): 094208. doi: 10.7498/aps.61.094208
[6]	赵佳, 崔明启, 赵屹东, 周克瑾, 郑雷, 朱杰, 孙立娟, 陈凯, 马陈燕. KTP(001)晶体分光性能研究. 物理学报, 2011, 60(6): 066102. doi: 10.7498/aps.60.066102
[7]	孔伟金, 王书浩, 魏世杰, 云茂金, 张文飞, 王心洁, 张蒙蒙. 基于严格耦合波理论的宽光谱金属介质膜光栅衍射特性分析. 物理学报, 2011, 60(11): 114214. doi: 10.7498/aps.60.114214
[8]	尚万里, 杨家敏, 赵阳, 朱托, 熊刚. 透射光栅衍射效率的通用模型. 物理学报, 2011, 60(9): 094212. doi: 10.7498/aps.60.094212
[9]	尚万里, 朱托, 熊刚, 赵阳, 张文海, 易荣清, 况龙钰, 曹磊峰, 高宇林, 杨家敏, 赵屹东, 崔明启, 郑雷, 韩勇, 周克瑾, 马陈燕. 透射光栅的实验标定和衍射效率的理论模拟. 物理学报, 2011, 60(3): 034216. doi: 10.7498/aps.60.034216
[10]	赵磊, 王龙阁, 胡宾, 黄明举. 掺杂TiO2纳米颗粒的抗缩皱光致聚合物全息特性的研究. 物理学报, 2011, 60(4): 044213. doi: 10.7498/aps.60.044213
[11]	邓舒鹏, 李文萃, 黄文彬, 刘永刚, 彭增辉, 鲁兴海, 宣丽. 基于全息聚合物分散液晶的有机二维光子晶体激光器的研究. 物理学报, 2011, 60(8): 086103. doi: 10.7498/aps.60.086103
[12]	李文萃, 刘永刚, 宣丽. 表面摩擦处理对全息聚合物分散液晶光栅电光特性的影响. 物理学报, 2011, 60(4): 046101. doi: 10.7498/aps.60.046101
[13]	陈珂, 成建群, 肖勇, 唐道广, 黄明举. 丙烯酰胺基光致聚合物全息光栅的动力学研究. 物理学报, 2009, 58(2): 1007-1013. doi: 10.7498/aps.58.1007
[14]	朱伟忠, 吴衍青, 郭智, 朱效立, 马杰, 谢常青, 史沛熊, 周洪军, 霍同林, 邰仁忠, 徐洪杰. 大面积10000线/毫米软X射线金属型透射光栅的设计、制作与检测. 物理学报, 2008, 57(10): 6386-6392. doi: 10.7498/aps.57.6386
[15]	孔伟金, 云茂金, 孙欣, 刘均海, 范正修, 邵建达. 基于严格耦合波理论的多层介质膜光栅衍射特性分析. 物理学报, 2008, 57(8): 4904-4910. doi: 10.7498/aps.57.4904
[16]	肖勇, 孙彩霞, 唐道广, 路海, 李若平, 黄明举. 番红花红T光敏感光致聚合物全息存储材料. 物理学报, 2008, 57(4): 2278-2283. doi: 10.7498/aps.57.2278
[17]	韩俊鹤, 姚保利, 郜鹏, 陈利菊, 王英利, 雷铭. 不同记录光强下辅助紫光对菌紫质薄膜全息衍射效率的影响. 物理学报, 2008, 57(4): 2199-2204. doi: 10.7498/aps.57.2199
[18]	郜鹏, 姚保利, 韩俊鹤, 陈利菊, 王英利, 雷铭. 菌紫质同线偏振全息记录时再现光偏振方向对衍射效率的调制. 物理学报, 2008, 57(5): 2952-2958. doi: 10.7498/aps.57.2952
[19]	王英利, 姚保利, 门克内木乐, 任志伟, 雷铭, 任立勇. 辅助紫光提高菌紫质全息衍射效率的实验和理论研究. 物理学报, 2006, 55(10): 5200-5205. doi: 10.7498/aps.55.5200
[20]	张斌, 刘言军, 徐克舒, 贾瑜. 全息聚合物弥散液晶材料衍射特性的优化. 物理学报, 2003, 52(1): 91-95. doi: 10.7498/aps.52.91

计量

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物理学报. 2007, 56(1): 15-24.

doi: 10.7498/aps.56.15.

基于丙烯酸酯的全息聚合物分散液晶光栅的动力学理论研究

1. (1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100049

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：60277033，50473040，19974046，59973020)和吉林省科委基金(批准号：20020603)资助的课题.

收稿日期: 2005-11-25
修回日期: 2006-02-20
刊出日期: 2007-01-20

摘要: 采用一维无限长模型分析法对全息聚合物分散液晶(HPDLC)做了动力学方面的研究，给出了相关的扩散动力学方程和聚合动力学方程,并与折射率调制度Δn相结合获得了光栅衍射效率的表达式，对HPDLC光栅性能的改善提供了理论上的指导.

关键词:

English Abstract

Kinetics theory investigation of holographic polymer dispersed liquid crystal based on acrylate

1.
(1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100049

Received Date: 25 November 2005
Accepted Date: 20 February 2006
Published Online: 20 January 2007

Abstract: Holographic polymer-dispersed liquid crystal (HPDLC) is formed by the diffusion of monomers and liquid crystals as a kind of switchable volume holography. The kinetics investigation of HPDLC is very important to improve the diffraction efficiency and optimize the formation conditions of HPDLC. Fourier analysis is widely adopted as analytical method of kinetics. In this paper, we make use of the one-dimensional infinite-length analytical method to develop a kinetics simulation for the real-time formation of the grating. Simultaneously， corresponding diffused kinetics equations and polymeric kinetics equations are given. Then, we find the relationship between these equations and refractive index modulation Δn, and obtain a diffraction efficiency equation which is appropriate for transmission Bragg volume grating. Finally, the ways of increasing diffraction efficiency of HPDLC is discussed. Our theoretical study should provide some useful guidance to improve the properties of HPDLC.

Keywords:

holographic polymer dispersed liquid crystal /
diffusion kinetics /
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Kinetics theory investigation of holographic polymer dispersed liquid crystal based on acrylate

摘要

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作者及机构信息

(1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100049

Authors and contacts

(1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100049

参考文献

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基于丙烯酸酯的全息聚合物分散液晶光栅的动力学理论研究

English Abstract

Kinetics theory investigation of holographic polymer dispersed liquid crystal based on acrylate

1.
(1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100049

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(1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100049

Authors and contacts

(1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100049

参考文献

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目录

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基于丙烯酸酯的全息聚合物分散液晶光栅的动力学理论研究

English Abstract

Kinetics theory investigation of holographic polymer dispersed liquid crystal based on acrylate

1. (1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100049

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(1)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033; (2)中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室，长春 130033；中国科学院研究生院，北京 100049