全息记录材料的特性及分类下哈

全息记录材料的特性及分类(下)

3．光致抗蚀剂 光致抗蚀剂是一种很适合于记录薄浮雕位相型全息图的光敏有机记录材料。这种材料经过曝光和显影可以形成浮雕像。它有正型和负型两种类型。

正型光致抗蚀剂，曝光的地方吸收光产生有机酸破坏交联成为可溶性有机材料，通过显影被溶掉；负性的光致抗蚀剂，曝光的地方因吸收光在分子间形成交联，使有机材料硬化而变得不溶解，显影后只有未被曝光的部分被溶解掉，留下的是凹凸不平表面的全息图。作为全息记录材料，光致抗蚀剂可以用离心甩胶的方法制成微米量级的薄膜，收缩及变形都很小，衍射效率高，是制作浮雕全息的很好的材料，分辨率可达到3000线／mm左右。但是用它作为浮雕全息材料存在着两个缺点，其一是感光灵敏度低；其二是光谱响应范围窄。光致抗蚀剂对蓝光敏感，通常用He-Cd激光器的441．6nm波长曝光。光致抗蚀剂用于记录全息图，要求它必须与片基很好地粘结，为此只能选用正型光致抗蚀剂。

光致抗蚀剂能在光的作用下产生一种强酸，通过3D打印日趋火热加热能使主体树脂发生光分解和光交联反应。由于产生的强酸可循环使用，所以可获得高灵敏度。目前广泛使用的光酸产生剂是金翁盐，如碘金翁盐、硫金翁盐、铁金翁盐、碳金翁盐等。如甲酚树脂－β－萘甲酸叔丁酯－三苯基硫六氟磷金翁盐组成的感光体系，是正型抗蚀剂，感光灵敏度达几个mJ/cm2。

国外普遍采用Shipley公司的MICROPOSIT－1350（AZ－1350）正型光致抗蚀剂。国内有北京化工二厂生产的BP－212正型光刻胶。

4．光导热塑性塑料

光导热塑性塑料是一种浮雕型位相记录材料，其结构如图1所示。光导热塑性塑料干版的制造方法，是在玻璃片基上用真空镀膜方法镀上透明的导电膜，例如氧化锡，然后用化学的方法，涂布厚度为2～3μm的光电导体和厚度约为1μm的热塑性塑料。光导热塑性塑料的工作原理如图1所示。

在使用时，首先在暗室中敏化光导热塑性塑料。所谓敏化就是用带有4～8kV高电压的电充电，在热塑性塑料和透明导体这间建立均匀的电位差 使干版带电并有感光性，其中d为热塑性塑料和光电导体层的总厚度，ε为相应介电常数，σ为面电荷密度，如图1（a）所示。第二步是对干版进行曝光，非成心添加物的评估信息和总迁移量合规性情况(仅成型品)等曝光部分光电导放电，至使热塑层在光照处的电位Vˊ下降为 ，。第三步是使热塑性塑料表面电荷再次呈现均匀分布，即再充电，由于光照处电容器的厚度dˊ变小，在相同电位的情况下，表面电荷密度必然增加，这样就在热塑层表面形成潜像，如图1(c)所示。第四步是显影和定影，这里的显影过程是先对热塑性塑料加热致60oC左右使它软化，它在电场作用下会变形。定型过程是冷却，使之形成浮雕型的全息图，如图1（d）所示。由于热塑性塑料的热导电性，光导热塑性塑料可以擦除后反复使用。擦除的方法是把它加热到适当的温度，片子表面的电荷全部消失，使塑料恢复到原来的平整度冷却。如图1（e）所示。

图1 光导热塑性塑料干版的结构与工作原理

光导热塑性塑料作为全息记录材料的优点是对可见光敏感和干显影，适合于实时观察，衍射率高，能重复使用，布喇格效应很小，是较为理想的平面全息图记录材料。缺点是分辨率低，小于2000线／mm。

5．光致聚合材料

全息记录用光致聚合物包括四类主要基本组分：光引发剂、乙烯基单体、增感材料和载体。每种组分都有多种材料可以使用。根据使用要求不同，可以进行不同的优化组合。光致聚合是一种光化学过程，在光的照射下，聚合体系中产生活性自为推动行业的发展做出努力由基，并引发起聚合效应使体系内的小分子或单体被组合成大分子或聚合物。光致聚合材料可用来制作折射型或浮雕型的位相全息图，全息图本身有好的几何保真度。光聚合材料作为全息记录材料，图像形成的机理可由图5－20表示。曝光阶段，光聚合物体系在特定波长的激光能量的作用下产生自由基，并聚合形成大的分子。不同位置记录条纹光强度的分布形成了记录材料聚合度的空间分布，再经过显影、定影处理形成全息图。不同聚合度的物质，反映在光学特性方面，就显示出折射率的差异。

感光性高分子材料，兼有高灵敏度、高衍射效率、光谱响应范围宽、加工简便、存贮稳定等优点，是目前研究开发的重点。感光性高分子材料从反应机理可以分为光聚合型、光交联型和分解型。它们可以用于制作浮雕型或折射型的位相全息。

除了上面介绍的几种常用的全息记录材料以外还有光色材料、光折变晶体和强电介质材料等，详细情况请读者参阅有关著作。

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