The objective of the research is to synthesize a novel polymer matrix with outstanding dimensional stability and manufacture new photopolymer with excellent recording stability and optical quality for volume holographic application.
In this study, a new photopolymer including polymer matrix with crosslinked structure based on epoxy and amine was prepared and investigated their optical performance. The polymer matrix was synthesized with various epoxy and amine groups under room temperature. With synthesized polymer matrix and photopolymer, thermal analysis and FT-IR experiment was carried to identify $T_g$ and conversion.
The photopolymer was recorded by linear S-polarized DPSS green laser beams with 532nm wavelength and 6mW/㎠ beam intensity. The laser was split into two beams with an intensity ratio 1:1 by a beam splitter and recorded in θ = 15˚ from the normal of glass substrate. The intensities of the diffracted and transmitted light were measured with power meter by blocking one of the writing beams.
A new photopolymer was investigated by comparing maximum diffraction efficiency, sensitivity, film thickness dependence, angular selectivity and grating image with PVA/AA linear system.
본 연구의 목표는 상온에서 가교 가능한 광고분자의 도입을 통해 기존의 선형고분자에서 문제점으로 제기된 광중합 과정에서의 부피수축으로 인한 기록격자의 왜곡현상과 기록격자의 확산으로 인한 회절효율의 감소를 제어하는 것이었다.
일반적인 선형 고분자인 폴리바이닐알코올을 매트릭스로 이용한 경우 90% 근처의 높은 회절효율과 우수한 민감도의 장점을 가지는 반면, 홀로그램 기록 과정에서 부피수축으로 인한 격자의 왜곡으로 이미지 재생 시 공급된 데이터와의 일치성을 보장하기 어렵고, 또한 기록시 격자의 반대확산으로 인한 회절효율이 감소하는 불안정한 특성을 보였다.
반면 본 연구에서 제조된 고분자 바인더를 이용한 아크릴 아마이드계 광고분자의 경우 최대 96%의 회절효율과 1500s 이상의 광조사 시에도 회절효율이 유지되는 특성을 보여주었다. 다만 가교 매트릭스의 도입으로 인해 선형 고분자 시스템에 비해 민감도가 15% 가량 감소하였다.
또한 각도 선택성 실험과 형광 현미경 실험을 통해 격자의 생성이 브래그 법칙에 일치하게 규칙적으로 생성되었음을 확인할 수 있었으며, 밀도변화와 AFM 실험을 통해 부피수축 현상이 현저히 완화되었음을 증명하였다.
그리고 본 광고분자는 SLM을 이용한 푸리에 변환 이미지 실험을 수행한 결과 성공적으로 데이터를 기록하였다. 공급된 데이터와 재생된 데이터의 일치 비교를 통해 본 광고분자의 우수한 광학적 특성과 기록 안정성을 확인할 수 있었으며, 이는 본 광고분자의 대용량 정보 저장 매체로의 응용 가능성을 직접적으로 확인시켜주었다.
