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博碩士論文 etd-0702113-182013 詳細資訊
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論文名稱
Title
以溶凝膠法製備具光聚合能力之二氧化矽及光學性質測量
Fabrication of Photopolymerizable Silica by Sol-Gel Process and Optical Property Measurement
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
68
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2013-07-01
繳交日期
Date of Submission
2013-08-05
關鍵字
Keywords
高階繞射、角度選擇性、全像紀錄、繞射效率、溶膠凝膠法
diffraction efficiency, holographic recorded, sol-gel process, angular selectivity, higher order diffraction
統計
Statistics
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中文摘要
本研究利用溶膠凝膠法製備具有光聚合能力之全像儲存材料,以TEOS做為前驅物形成SiO2網狀結構,添加入低分子量之聚二甲基矽氧烷PDMS來增強材料的機械性質,並藉由矽烷偶合劑γ-GPTMS連接有機與無機相避免相分離,使單體與光起始劑均勻分布在二氧化矽的孔洞內部。本研究對製程上的缺陷進行改善,透過三種不同的製備方式(塊材、厚膜、薄膜)進行比較,選擇具有高繞射效率、高透明度、低缺陷且製備快速的厚膜,來做為光聚合全像儲存材料。並對此材料的光學性質做了更進一步的探討,包括(1)光聚合高分子材料繞射效率快速上升,最大值可達41.1% ; (2)高階繞射的形成與各階強度變化 ; (3)入射光強度與繞射效率之關係 ; (4)體積全像光柵的角度選擇性 ;(5)光起始劑在雷射光曝光後的穿透率變化 ;
Abstract
In this study, using the sol-gel method capable of having a photopolymerizable silica glass for holographic storage material. The precursors is using tetraethylorthosilicate (TEOS) to the formation SiO2 network structure, adding a low molecular weight polydimethylsiloxane (PDMS) to enhance the mechanical properties. And adding silane coupling agent γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (γ-GPTMS) connecting organic and inorganic phases to avoid phase separation, and the monomer and photoinitiator uniformly distributed in the pores of silica. We improve the process defects, prepared by three different methods (bulk,thick film, thin film) for compare diffraction efficiency,transmission efficiency,and process defects, select thick film as photopolymerizable holographic storage material. And the optical properties of this material do further research, including (1) Photopolymerizable polymer materials rapid increase diffraction efficiency, maximum up to 47.1%. (2) The formation of higher order diffraction intensity changes with each order. (3) Incident beam intensity and the relationship between diffraction efficiency. (4) Volume holographic grating angular selectivity. (5) Photoinitiator in the laser beam transmittance changes after exposure.
目次 Table of Contents
目錄
論文審定書 i
誌謝 ii
摘要 iii
Abstract iv
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 x
第1章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 3
第2章 光儲存材料基礎理論 5
2.1 全像感光儲存材料 5
2.1.1 鹵化銀感光劑 5
2.1.2 重鉻酸鹽明膠 5
2.1.3 感光高分子 6
2.2 光聚合原理 7
2.2.1 光聚合反應 7
2.2.2 光柵成像原理 7
2.2.3 單體 8
2.2.4 光起始劑 8
2.3 溶膠凝膠製程 10
2.3.1 溶膠凝膠法簡介 10
2.3.2 凝固與收縮現象 12
2.3.3 減緩溶膠凝膠法因收縮造成龜裂之方法 12
2.3.4 矽烷偶合劑 13
第3章 全像干涉基礎理論 15
3.1 全像術簡介與全像干涉 15
3.1.1 全像術簡介 15
3.1.2 全像干涉 15
3.2 全像片種類 17
3.3 光學性質 19
3.3.1 繞射效率 19
3.3.2 穿透率 19
3.3.3 角度選擇性 20
第4章 材料製程與實驗架構 21
4.1 實驗藥品 21
4.2 具感光儲存之有機無機複合材料 23
4.3 全像感光儲存材料製備 24
4.3.1 塊材(Bulk)製備 24
4.3.2 薄膜(Film)製備 26
4.3.3 厚膜(Thick Film)製備 28
4.4 全像干涉記錄與讀取 29
4.4.1 實驗設備 29
4.4.2 全像干涉記錄 30
4.4.3 全像讀取過程 31
4.5 各製程比較 32
4.5.1 全像儲存材料-塊材 32
4.5.2 全像儲存材料-薄膜 33
4.5.3 全像儲存材料-厚膜 33
第5章 繞射效率性質分析與討論 36
5.1 材料光學性質分析 36
5.1.1 繞射效率與時間之關係 36
5.1.2 不同讀取波長對繞射效率之關係 38
5.1.3 曝光時間對各階繞射強度之變化 39
5.1.4 不同曝光波長對穿透率之影響 42
5.1.5 入射光強度對繞射效率之影響 43
5.2 角度選擇性 45
5.2.1 Optical Pendellösung Effect 45
5.2.2 折射率調變 47
5.2.3 高階繞射現象 47
5.3 全像儲存材料之表面形貌 50
5.3.1 光學顯微鏡(Optical microscopy) 50
5.3.2 原子力顯微鏡(AFM) 52
第6章 結論 54
6.1 材料製備 54
6.2 光學測量 54
6.2.1 繞射效率 54
6.2.2 角度選擇性 55
6.2.3 光柵形成 55
參考文獻 56
參考文獻 References
[1] P. H. Liu, IEEE, 1 (2005) 572-618
[2] S. Lin,Y. Hsiao,K. Hsu, J. Opt. A 11 (2009) 024012
[3]S. Lin, K. Hsu, W. Whang, Opt. Let. 25 (2007) 451-453
[4] D.Wang, G. P.Bierwagen, Prog. Org. Coat. 64 (2009) 327–338
[5] S. F. Scheiber, Building a successful broad-test s, Newnes, Woburn, 2001
[6]C.Y. Kuo, T.C. Hsu, W.H. Su, J. Non-Cryst. Solids 358 (2012) 735–740
[7]N. Suzuki, Y Tomita, Appl. Opt. 43(2004) 2125-2129
[8]M. Calvo, P. Cheben , Phys. Rev. Lett. (2006) 084801-084804
[9] P. Hariharan “Basic of holography” Cambridge University Press, Cambridge, 2002
[10] W.R. Graver, J.W. Gladden, J. W. Easters Appl. Opt. 19(1980) 1529-1536
[11] T.A. Shankoff, Appl. Opt. 7(1968)2101-2105
[12] W. S. Colburn, K. A. Haines, Appl. Opt. 10(1971) 1636-1641
[13] Y.M. Chang, S.C. Yoon, M. Han, Opt. Mater. 30 (2007) 662–668.
[14] E. Pan, N. Pu, Y. Tong, H.Yau, Journal of C.C.I.T 34 (2005) 1-16
[15] C.Y Kuo. “Fabrication of volume holograms using sol-gel technology and its application to 3D profile measurement”, doctorate dissertation, National Sun Yat-sen University, Taiwan,(2012)
[16] M.L. Calvo, P. Cheben, J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 11 (2009) 024009
[17] P. Cheben, T . Belenguer, Opt. Lett. 21 (1996) 1857
[18] G. Ramos, A. Alvarez, T . Belenguer, Appl. Opt. 43(2004) 4018
[19] H. Oh, J. Kim, E. Kim, Macromolecules 41(2008) 7160-7165
[20] P.Cheben, M.Clavo, Appl.Phys.Lett, 78(2001) 1490-1492
[21] D. Sabol, M. R. Gleeson,J. Appl. Phys. 107(2010) 053113-1-8
[22] L. F. J. Schneider, C. S.C. Pfeifer, Dent. Mater. 24 (2008)1169-1177
[23]S.Jeong, J. Moon, J.Non-Cryst. Solids, 12(2005)351,353
[24]S.H.Lin, Y.N.Hsiao, J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 11(2009) 024012
[25]S.M Teng. “Synthesis,and Diffraction Efficiency of Photopolymerizable Silica for Optical Storage”, master thesis, National Sun Yat-sen University, Taiwan(2012)
[26] M. Feuillade, C.C. Barghorn, Chem. Phys. Lett. 398(2004),151
[27] O. Kulikovska, L.M. Goldenberg, Chem. Mater. 20 (2008) 3528–3534.
[28]J. Wen, G. L. Wilkes,Chem. Mater. 8 (1996) 1667-1681
[29]R.Ciriminna, M. Sciortino, G. Alonzo, Chem. Rev. 111 (2011) 765–789
[30] M. M. Collinson, Crit. Rev. Anal. Chem. 29 (1999) 289-311
[31] S. Lee, Y.C. Jeong, Y. Heo, Y.S.J. Mater. Chem. 19 (2009) 1105–1114.
[32] R. K. Dwivedi, J. Mater. Sci. Lett. 5 (1986) 373-376
[33] J. Zarzycki, M. Prassas, J. Phalippou, J Mater. Sci. 17 (1982) 3371-3379
[34] G.Schottner, Chem. Mater. 13 (2001) 3422-3435
[35] S. Shen, P. Sun, W. Li, Am. Chem. Soc. 26 (2010) 7708–7716
[36] F.D.Buyl, A.Kretschmer, Int. J. Adhes. Adhes. 84 (2008) 125–142,
[37] H. Kogelnik, Bell System Tech. J , 48 (1969) 2909-2915
[38] D. Gabor, G.W. Stroke,U.S. Patents, (1963) 785,279
[39] 于美文,張存林,楊永源, “全息記錄材料及其應用”, 1997
[40] P.C Mehta and V. V. Rampal ,Laser and Holography, World Scientific, Singapore(1993)
[41] W. J. Gamgogi, W. A. Gerstadt, S. R Mackara, Proc SPIE V.1555 (1991) 256-267
[42] S.Lee, Y.C. Jeong, Y. Heo, J. Mater. Chem. 19 (2009) 1105–1114
[43] J.Gregory, V.Shelkovnikov, Opt. Lett. 25 (2000) 607-609
[44]Y. Zhang, X.Zhang, H. Ye, Mater. Lett. 69 (2011) 86-88
[45]M.L. Calvo,P. Cheben,J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 11 (2010)024009-1–11
[46] D.S. Hinczewski ,M. Hinczewski. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 87 (2005) 181–196
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