光學儲存技術是資訊儲存中相當熱門得一種技術，利用光學方法進行資訊與數據的寫入與讀取，將多媒體影像儲存於光儲存材料中，但為因應資訊影像技術與訊息數位化的發展，對材料儲存密度、存取速率及儲存壽命的需求急劇增加。因此本研究選用比無機基材有較佳光學性質與加工性、容易保存等優點的有機材基材PMMA，並添加感光高分子單體EGPEA與光起始劑IRGACURE 784製作全像光儲存材料。當藉由兩道具同調性DPSS 532 nm綠光雷射在繞射元件上干涉，並進一步記錄產生建設性干涉與破壞性干涉之干涉條紋，而使具有吸收特定波長能量的光起始劑產生自由基與感光高分子單體開始聚合，造成材料內部產生折射率差異進而形成光柵。利用He-Ne 633 nm紅光雷射入射寫入光柵後的繞射元件上，藉由記錄穿透光強度與繞射光強度，計算繞射元件之繞射效率，進而了解繞射元件本身記錄資訊的能力，與反應時間。另外，經由IR、DSC與TGA更清楚得知材料內部單體聚合與殘留的情況，並探討基材與單體間有無作用力。最後利用OM、SEM與AFM觀察材料表面形貌與量測其角度選擇性。

Optical storage materials based on an organic substrate poly(methyl methacrylate), PMMA and photopolymerizable monomer (ethylene glycol phenyl ether acrylate), EGPEA were prepared and their optical properties were measured in this study. The photo initiator we used was Irgacure 784. During the 532 nm DPSS laser interfered on the diffraction element, the photo initiator generated the free radical and EGPEA starts to conduct free radical polymerization. The interference fringes were recorded on the material which enlarged the inner refractive index modulation and formed the gratings. On the other hand, by using IR, DSC, TGA we know the degree of polymerization monomer weight loss after exposure and the intermolecular interaction between substrate and monomer. Finally, we observed the surface morphology of material by OM, SEM, AFM that let us know more about period and amplitude of the gratings.

論文審定書 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 3
第二章 理論基礎與文獻回顧 4
2-1 全像術簡介 4
2-2 全像干涉理論 4
2-3 光學性質 6
2-3-1 繞射效率計算方法 6
2-4-2 穿透率 7
2-4-3 角度選擇性 7
2-5 全像感光儲存材料 8
2-5-1 鹵化銀材料 8
2-5-2重鉻酸鹽明膠材料 9
2-5-3 光折變材料 9
2-5-4 感光高分子 9
2-6 光聚合原理 11
2-6-1 光聚合反應 11
2-6-2 光柵形成 12
2-6-3單體 15
2-6-4 光起始劑 15
第三章 實驗方法及步驟 17
3-1 使用藥品 17
3-2 實驗內容 18
3-2-1全像感光儲存材料之製備 18
3-2-2 全像干涉的記錄與讀取 19
3-3 儀器使用 22
3-3-1 光學顯微鏡 (Optical Microscopy, OM) 22
3-3-2 掃描式電子顯微鏡 (Scanning electron microscopy, SEM) 22
3-3-3 原子力顯微鏡 (Atomic force microscopy, AFM) 23
3-3-4 熱重分析儀(Thermal Gravimetric Analyzer, TGA)型號：TA Q-50 23
3-3-5 微差掃瞄熱卡儀(Differential Scanning Calorimeter, DSC) 型號：TA Q-20 23
3-3-6 傅立葉紅外線光譜儀(Fourier Transform Infrared Spectrometer, FT-IR) 型號：Bruker Tensor-27 24
第四章 結果與討論 25
4-1 全像儲存材料之傅立葉紅外線光譜 (FT-IR)分析 25
4-2 全像儲存材料之熱重分析儀 (TGA)分析 26
4-3 全像儲存材料之微差掃瞄熱卡儀 (DSC)分析 28
4-4 全像儲存材料的光學性質之分析 29
4-4-1 不同比例的EGPEA下，穿透光強度與時間之關係 29
4-4-2 不同比例的EGPEA下，繞射效率與時間之關係 31
4-4-3 以PMMA:EGPEA=5:3之比例，利用綠光記綠與綠光讀取之繞射光強度與時間之關係 35
4-4-4 角度選擇性 (Angular selectivity) 36
4-4-5 各階繞射光強度隨偏移角度變化之數位影像圖 38
4-5 全像儲存材料表面形貌之分析 40
4-5-1 不同比例的EGPEA下，材料在光學顯微鏡 (OM)分析 40
4-5-2 不同比例的EGPEA下，材料在掃瞄式電子顯微鏡 (SEM)之表面形貌 42
4-5-3 不同比例的EGPEA下，材料在原子力顯微鏡(AFM)之表面形貌 43
4-5-4 不同比例的EGPEA下，以旋轉塗覆(spin coating)製作材料並進行干涉之原子力顯微鏡之分析 44
第五章 結論 48
參考文獻 49

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