全息光存儲的存儲容量、傳輸速度、存儲數據的穩(wěn)定性和系統(tǒng)體積都受制于存儲材料,因此。研制開發(fā)合適的存儲材料是全息光存儲中最為關鍵的問題之一。
對全息光存儲材料性能的要求是高的光學質量、折射率變化大、高靈敏度和穩(wěn)定的存儲性能。存儲材料所具有的高的光學質量和低散射性可以保證攜帶數據信息的物光波前不失真,并可以使來自散射光的噪聲變得容易處理。折射率變化大可以保證有足夠的動態(tài)范圍以復用多幅全息圖,同時為了充分利用布喇格效應實現復用,以提高存儲容量,也希望存儲材料能夠具有一定的厚度。高靈敏度可令存儲材料在一定激光功率下反應速度更快。而穩(wěn)定的存儲性能則可以使存儲數據在后續(xù)讀出或者存儲其它數據時避免被破壞。
到目前為止,人們常用的全息存儲材料包括:銀鹽材料、光致抗蝕劑、光導熱塑材料、重鉻酸鹽明膠(DCG)、光致聚合物。光數變色材料和光折變材料。下面我們將就這些材料分別作簡單的介紹。
銀鹽材料是傳統(tǒng)的全息記錄材料。超微粒的銀鹽乳膠有很高的感光靈敏度和分辨率,有較寬廣的光譜靈敏范圍,并已重復性好、保存期長,具有很強的通用性。它既可以用來記錄振幅型全息圖(曝光加顯影過程),也可以記錄得到高衍射效率的位相型全息圖(曝光、顯影,然后進行漂白處理)。目前,超微粒的銀鹽乳膠已經具有成熟的制備技術,并具有可靠、穩(wěn)定的商品化產品——全息干板。銀鹽材料的缺點主要在于:不能擦除后重復使用,濕顯影處理程序較為繁瑣,且對于位相型全息圖,其較高的衍射效率卻往往帶來噪聲的增加和圖像質量的下降。
光致抗蝕劑是一種可以制備浮雕型位相全息圖的高分子感光材料。這種材料也可以旋涂在基片上制成干板,光照射后,抗蝕劑中將發(fā)生化學變化,且隨著曝光量的不同,發(fā)生變化的部分將具有不同的溶解力。選用合適的溶劑顯影,便可制成表面具有凹凸的浮雕相位型全息圖。光致抗蝕劑有正性和負性兩種類型。負性光致抗蝕劑在顯影過程中,溶劑將腐蝕掉未曝光部分的材料。為了獲得較好的圖像質量,需要對負性光致抗蝕劑進行足夠曝光,但這往往與全息圖成像的最佳曝光量相矛盾,從而使負性光致抗蝕劑存儲的全息圖的精細線條往往由于曝光量不夠,而在顯影時被腐蝕掉,影響全息圖的質量。正性抗蝕劑的曝光和顯影特性與負性抗蝕劑正相反,故使用正性抗蝕劑可以克服上述困難而獲得高質量的全息圖。采用光致抗蝕劑來記錄全息圖有著令人看好的應用潛力,因為在全息光存儲中的只讀存儲方面,采用這種方法記錄的全息圖可以鑄模制成標準母盤,實現大批量、低成本的復制生產。
光導熱塑材料是另一種記錄浮雕型位相全息圖的記錄材料,是在電照相基礎上發(fā)展起來的一種全息記錄材料。但由于其分辨率不夠高,且高質量導電薄膜制造困難,因此應用有限。